O ácido acético puro, conhecido como ácido acético glacial, é um líquido com densidade de 1,049 g / mL a 25^circ C. Calcule a concentração em mol / L e circ pH de uma solução de ácido acético preparada pela dissolução de 10,0 mL de ácido acético glacial a 25^circ C em quantidade suficiente de água para perfazer um volume de 500,0 mL de solução.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos ácido acético puro, também conhecido como ácido acético glacial, com uma densidade de 1,049 , g/mL a 25^circ C. A gente precisa preparar uma solução dissolvendo 10,0 , mL desse ácido em água até chegar a 500,0 , mL. O que queremos descobrir é a concentração dessa solução em mol/L (molaridade) e o pH dessa solução. Para resolver isso, vamos precisar saber a massa do ácido acético, a sua massa molar e usar algumas fórmulas de química de soluções e de equilíbrio ácido-base.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a massa de ácido acético que temos. Sabemos que a densidade ( rho) é a massa por volume, ou seja:
Massa = Densidade times Volume
Aqui, a densidade é 1,049 , g/mL e o volume é 10,0 , mL.
Massa = 1,049 , g/mL times 10,0 , mL = 10,49 , g

Passo 3

Agora, vamos descobrir quantos mols de ácido acético temos. Para isso, precisamos da massa molar ( M) do ácido acético ( CH3COOH). Calculando a massa molar:
  • Carbono ©: 12,01 , g/mol times 2 = 24,02 , g/mol
  • Hidrogênio (H): 1,008 , g/mol times 4 = 4,032 , g/mol
  • Oxigênio (O): 16,00 , g/mol times 2 = 32,00 , g/mol
M = 24,02 + 4,032 + 32,00 = 60,052 , g/mol
Então, o número de mols ( n) é:
n = MassaMassa Molar = 10,49 , g60,052 , g/mol approx 0,1745 , mol

Passo 4

Com os mols calculados, podemos encontrar a concentração molar ( C) da solução. A fórmula para a molaridade é:
C = nV
Onde V é o volume da solução em litros. Aqui, V = 500,0 , mL = 0,500 , L.
C = 0,1745 , mol0,500 , L = 0,349 , mol/L

Passo 5

Agora, vamos calcular o pH da solução. O ácido acético é um ácido fraco, e para encontrar o pH usamos a constante de dissociação ácida ( Ka). O Ka do ácido acético é aproximadamente 1,8 times 10^-5 a 25^circ C.
A reação de dissociação do ácido acético é:
CH3COOH rightarrow H^+ + CH3COO^-
Assumindo que a quantidade de ácido que se dissocia é pequena comparada à concentração inicial, podemos simplificar a equação de Ka:
Ka = [H^+][CH3COO^-][CH3COOH] approx x^2C
Onde x = [H^+]. Resolvendo para x:
x = raizKa times C = raiz1,8 times 10^-5 times 0,349 approx raiz6,282 times 10^-6 approx 0,002506 , mol/L
Agora, o pH é dado por:
pH = -log([H^+]) = -log(0,002506) approx 2,60

Resposta

A concentração da solução é de aproximadamente 0,349 , mol/L e o pH da solução é aproximadamente 2,60.

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