A base fraca metilamina,
, tem
. Na reação com água calcule a concentração de íons hidróxido no equilíbrio em uma solução
da base. Quais são o pH e o pOH da solução?
Passo 1
Vamos resolver um exercício de química sobre equilíbrio químico envolvendo uma base fraca, especificamente a metilamina (
). Precisamos calcular a concentração de íons hidróxido (
), o pH e o pOH de uma solução com concentração
da base. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio ácido-base e a constante de basicidade (
).
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação da reação da metilamina com a água:
Aqui, a metilamina (
) atua como base, aceitando um próton da água para formar o íon metilamonium (
) e íons hidróxido (
).
Passo 3
Vamos representar as concentrações iniciais, as mudanças durante o equilíbrio e as concentrações no equilíbrio usando uma tabela ICE:
Espécie | Inicial (
|
Variação (
|
Equilíbrio (
|
---|---|---|---|
|
|
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|
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|
|
|
|
|
Aqui,
representa a concentração de
formada no equilíbrio.
Passo 4
A constante de basicidade (
) é dada por:
Substituindo as concentrações do equilíbrio na expressão:
Passo 5
Assumindo que
é muito menor que
, podemos simplificar a equação ignorando o
no denominador:
Multiplicando ambos os lados por
:
Passo 6
Resolvendo para
:
Então, a concentração de íons hidróxido (
) no equilíbrio é aproximadamente
.
Passo 7
Agora, vamos calcular o pOH usando a fórmula:
Substituindo o valor encontrado:
Passo 8
Para encontrar o pH, usamos a relação:
Substituindo o valor do pOH:
Resposta
A concentração de íons hidróxido no equilíbrio é aproximadamente
. O pH da solução é
e o pOH é
.