O ácido benzóico é um sólido branco pouco solúvel em água. É usado como conservante de alimentos, na produção de corantes, perfumes e medicamentos. Calcule o pH de uma solução de ácido benzóico que foi preparada pela dissolução de
do ácido em água suficiente para preparar
de solução. Dados: Massa Molecular do ácido benzóico
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o pH de uma solução de ácido benzóico. A gente vai precisar usar conceitos de química sobre ácidos fracos, como calcular a concentração molar e aplicar a constante de dissociação ácida. Vamos resolver passo a passo para entender tudo direitinho.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir quantos mols de ácido benzóico foram dissolvidos. A massa dada é 0,244 g e precisamos saber a massa molecular do ácido benzóico, que é
. Calculando:
Agora, os mols são:
Passo 3
Em seguida, vamos calcular a concentração molar da solução. Sabemos que dissolvemos os mols em 100 mL de água, que é 0,1 L. A concentração molar (M) é:
Passo 4
Agora, como o ácido benzóico é um ácido fraco, ele se ioniza parcialmente na água. Usamos a constante de dissociação ácida (
) para calcular a concentração de íons
. A equação de ionização é:
Assumindo que
, montamos a expressão do
:
Como a ionização é pequena, podemos simplificar e dizer que
e
.
Passo 5
Substituindo na expressão do
:
Resolvendo para
:
Passo 6
Finalmente, calculamos o pH usando a fórmula:
Substituindo:
Resposta
O pH da solução de ácido benzóico preparada é aproximadamente 2,95.