Um analista deseja preparar 4 soluções, sendo duas soluções de caráter básico e duas soluções de caráter ácido. A solução A foi preparada utilizando hidróxido de amônia em 0,1 mol / L. A solução B foi preparada utilizando 0,3 mol / L de hidróxido de potássio. A solução C foi preparada utilizando 1,0 mol / L de HCl . A solução D foi preparada com uma concentração final de 0,5 mol / L de ácido acético. Conforme os dados fornecidos indique o vlor de pH de cada solução preparada.
Informações: KaÁcido Acético =1,8 times 10^-5 ; KbNH4 OH=1,8 times 10^-5

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente calcular o pH de quatro soluções diferentes: duas básicas e duas ácidas. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre ácidos e bases fortes e fracos, além de usar algumas fórmulas básicas de química. Vamos resolver cada solução uma por uma para achar o pH de cada uma delas.

Passo 2

Solução A: 0,1 mol/L de NH₄OH (hidróxido de amônia)
Primeiro, vamos ver que o NH₄OH é uma base fraca. Para bases fracas, usamos a constante de basicidade (Kb) para calcular o pH.
A fórmula que vamos usar é:
Kb = [OH^-][NH4^+][NH4OH]
Mas, como é uma base fraca, a gente assume que a concentração de OH⁻ gerada é igual a x, e a concentração de NH₄OH que se dissocia também é x.
Então, a equação simplificada fica:
Kb = x^2C - x
Como Kb é bem pequeno, podemos ignorar o x no denominador:
Kb approx x^2C
Despejando os valores:
1,8 times 10^-5 = x^20,1
Resolvendo para x:
x^2 = (1,8 times 10^-5) times 0,1 = 1,8 times 10^-6
x = raiz1,8 times 10^-6 approx 1,34 times 10^-3 , mol/L
Esse x é a concentração de OH⁻. Agora, vamos achar o pOH:
pOH = -log [OH^-] = -log (1,34 times 10^-3) approx 2,87
E, como pH + pOH = 14:
pH = 14 - 2,87 = 11,13

Passo 3

Solução B: 0,3 mol/L de KOH (hidróxido de potássio)
O KOH é uma base forte, ou seja, ela se dissocia completamente na água. Isso significa que a concentração de OH⁻ é igual à concentração de KOH.
Então:
[OH^-] = 0,3 , mol/L
Agora, calculamos o pOH:
pOH = -log [OH^-] = -log (0,3) approx 0,52
E, novamente, usando pH + pOH = 14:
pH = 14 - 0,52 = 13,48

Passo 4

Solução C: 1,0 mol/L de HCl
O HCl é um ácido forte, o que quer dizer que se dissocia completamente na água. Portanto, a concentração de H⁺ é igual à concentração de HCl.
[H^+] = 1,0 , mol/L
Calculando o pH:
pH = -log [H^+] = -log (1,0) = 0

Passo 5

Solução D: 0,5 mol/L de ácido acético (CH₃COOH)
O ácido acético é um ácido fraco, então usamos a constante de acidez (Ka) para encontrar o pH.
A fórmula é:
Ka = [H^+][CH3COO^-][CH3COOH]
Assumindo que a concentração de H⁺ gerada é igual a x:
Ka = x^2C - x
Como Ka é pequeno, podemos ignorar o x no denominador:
Ka approx x^2C
Substituindo os valores:
1,8 times 10^-5 = x^20,5
Resolvendo para x:
x^2 = (1,8 times 10^-5) times 0,5 = 9,0 times 10^-6
x = raiz9,0 times 10^-6 = 3,0 times 10^-3 , mol/L
Esse x é a concentração de H⁺. Agora, calculamos o pH:
pH = -log [H^+] = -log (3,0 times 10^-3) approx 2,52

Resposta

  • pH da Solução A (NH₄OH): 11,13
  • pH da Solução B (KOH): 13,48
  • pH da Solução C (HCl): 0
  • pH da Solução D (Ácido Acético): 2,52

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