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Exercícios Resolvidos de Cálculos de pH

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Exercício 1112345678910

Enunciado

4. a) Qual o p H da solução resultante da dissolução completa de 21,6   g de brometo de amônio, N H 4 B r em água para formar 400   m L de solução? Considere a dissociação completa deste sal em água. b) Qual o percentual ( % ) de desprotonação deste sal? Considere a temperatura de 25 ° C .

Passo 1

  1. Oi, galerinha! Tudo bom? Precisamos calcular o p H de uma solução de N H 4 B r . Inicialmente, podemos pensar que o p H será 7 , pois temos uma solução de um sal e não de um ácido ou base.

    2. Contudo, essa questão tem uma pegadinha: o N H 4 B r é um sal proveniente de uma base fraca, ou seja, ele sofre hidrólise em solução aquosa. Primeiro, temos a separação dos íons:

    N H 4 B r → N H 4 + + B r -

    Como o íon N H 4 + é o ácido conjugado da base N H 3 , que é uma base fraca, logo

    origina uma solução ácida. Assim, o p H da solução é influenciado pela reação de transferência de prótons entre o N H 4 + e a água.

    N H 4 +   a q +   H 2 O   l →   N H 3 ( a q )   +   H 3 O + ( a q )

    A fórmula da constante de acidez da hidrólise do sal será:

    K a = N H 3 H 3 O + N H 4 +

    O enunciado nos forneceu a quantidade sal dissolvida, então a partir dela podemos calcular o p H .

    Bora lá!

    Passo 2

    Primeiro vamos calcular a quantidade de N H 4 + dissolvida!

    Temos que 21,6   g de N H 4 B r foram dissolvidos em água para formar 400   m L de solução. Logo sua molaridade será:

    M = n V = m M M . V

    Subsituindo os valores (lembrando que M M N H 4 = 97,91   g / m o l )

    M = 21,6 97,91 0,4 = 0,551   M

    Logo, a concentração inicial de amônio será

    N H 4 + = 0,551   M

    Passo 3

    Para achar o quanto de hidroxila foi liberada vamos montar aquela tabelinha do equilíbrio!

    A reação é

    N H 4 +   a q +   H 2 O   l →   N H 3 ( a q )   +   H 3 O + ( a q )

    Temos que inicialmente apenas 0,551   m o l de amônio e que converte x   m o l de cada produto. Ou seja, para cada x   m o l de amônio consumido, temos x   m o l de cada produto. A água como é o solvente da reação sempre vamos considerar 1   m o l , pois ela não participará do equilíbrio. A tabela fica assim:

    Agora vamos para a fórmula!

    Passo 4

    Podemos achar a quantidade de H 3 O + gerada pela equação da constante de acidez da hidrólise do sal. Substituindo os dados da tabela na fórmula do K a

    K a = N H 3 H 3 O + N H 4 +

    Fica assim,

    K a = x x 0,551 - x = x 2 0,551 - x

    Agora vamos fazer uma aproximação! Como K a é pequeno, 0,551   –   x é aproximadamente igual a 0,551 .

    K a = x 2 0,551

    Olhando o formulário temos que K a = 5,6 × 10 - 10 . Logo,

    x 2 = 0,551 5,6 × 10 - 10

    x = 1,8 × 10 - 5 M

    Passo 5

    Agora que achamos a quantidade H 3 O + liberada podemos calcular seu p H

    p H = - l o g   H 3 O +  

    p H = - l o g   1,8 × 10 - 5  

    p H = 4,8

    Passo 6

  2. Agora precisamos achar o percentual ( % ) de desprotonação deste sal. Para isso vamos aplicar uma porcentagem direta, correlacionando o quanto de H 3 O + foi produzido pela quantidade de N H 4 + inicial:

α % = H 3 O + N H 4 + × 100 %

α = 1,8 × 10 - 5 0,551 × 100 % = 0,0033 %

Prontinho!

Resposta

  1. p H = 4,8
  2. α = 0,0033 %

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