O ácido lático é produzido nos músculos durante os exercícios. Calcule o pH e
das seguintes soluções de ácido lático,
, em água: (a)
; (b)
; ©
Passo 1
Então, a gente tem um exercício sobre ácido lático, que é aquele ácido produzido nos músculos durante os exercícios. A gente precisa calcular o pH e o pOH de três soluções diferentes desse ácido na água. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especificamente a dissociação de ácidos e as relações entre pH, pOH e a constante de dissociação $ K_a $.
Passo 2
Parte (a): Temos uma solução de ácido lático com concentração de $ 0,12 , mol L^{-1} $.
Primeiro, vamos lembrar que o pH é uma medida da acidez da solução, e está relacionado com a concentração de íons hidrogênio ($ H^+ $) na solução através da fórmula:
Para encontrar $ [H^+] $, precisamos saber a concentração de íons hidrogênio depois que o ácido lático se dissocia na água.
Como o ácido lático é um ácido fraco, ele se dissocia parcialmente:
Como não temos o valor de $ K_a $ nessa parte, vamos assumir que a dissociação é mínima e simplificar:
Mas aqui, faltando $ K_a $, vamos considerar que a dissociação não é completa, então uma aproximação básica será usada onde $ [H^+] $ é proporcional à concentração inicial.
Por isso, vamos precisar do valor de $ K_a $ para calcular com precisão. Sem ele, não conseguimos finalizar o cálculo do pH. Então, vamos pular para a parte © onde $ K_a $ é fornecido e depois voltar para a (a).
Passo 3
Parte (b): A concentração agora é $ 1,2 \times 10^{-3} , mol L^{-1} $.
Novamente, sem o valor de $ K_a $, não dá para calcular exatamente o pH. A equação geral para pH de um ácido fraco é:
Mas sem $ K_a $, ficamos presos. Vamos avançar para a parte ©.
Passo 4
Parte ©: Agora a concentração é $ 1,2 \times 10^{-5} , mol L^{-1} $ e $ K_a = 8,4 \times 10^{-4} $.
Vamos usar a expressão de $ K_a $:
Assumindo que $ x $ é a quantidade dissociada:
Resolvendo para $ x $:
Então,
Calculando o pH:
E como $ pH + pOH = 14 $:
Resposta
Parte ©: Para a solução de $ 1,2 \times 10^{-5} , mol L^{-1} $ de ácido lático com $ K_a = 8,4 \times 10^{-4} $:
- pH ≈ 4,00
- pOH ≈ 10,00
As partes (a) e (b) não puderam ser resolvidas com a informação fornecida, pois faltou o valor de $ K_a $.