(b) Calcule o pH de uma solução de
.
Passo 1
Então, a gente tem um problema de química aqui! Precisamos calcular o pH de uma solução de ácido sulfúrico (
) com uma concentração de
. Vamos usar conceitos de química ácido-base e um pouquinho de matemática para chegar na resposta.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é pH. O pH é uma medida que indica a acidez ou basicidade de uma solução. Ele é calculado usando a fórmula:
Onde
é a concentração de íons de hidrogênio na solução.
Passo 3
Agora, vamos analisar o ácido sulfúrico (
). Esse ácido é um diproto forte, ou seja, ele libera dois íons de hidrogênio (
) quando se dissocia completamente na água:
Isso significa que cada molécula de
pode liberar até dois íons
.
Passo 4
Dada a concentração da solução de ácido sulfúrico, que é
, e sabendo que cada molécula libera 2 íons
, a concentração inicial de íons
proveniente do ácido é:
Passo 5
Entretanto, precisamos lembrar que a água também se ioniza um pouquinho por si só, mesmo sem nenhum ácido ou base adicionados. A autoionização da água é dada por:
Em água pura,
.
Passo 6
Agora, vamos somar a contribuição dos íons
do ácido com a contribuição da água:
Passo 7
Com a concentração total de íons
, podemos calcular o pH usando a fórmula do pH:
Resposta
O pH da solução de
é aproximadamente 6,92.
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Lembrando a relação entre a energia livre padrão de reação,
, e a constante de equilíbrio,
, dada por
(onde
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, a constante dos gases
, e assumindo que as concentrações de amônia e glutamato sejam mantidas em 1M, diga qual seria a maior concentração de glutamina,
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.
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.
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e
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, após o equilíbrio no novo volume.
o volume inicial