Calcular a concentração dos íons e o pH de uma solução aquosa de acetato de sódio de concentração analítica igual a .

Passo 1

Então, galera! A gente tem um exercício de química onde precisamos calcular a concentração dos íons , e o pH de uma solução aquosa de acetato de sódio com concentração de . Hoje, vamos usar conceitos de equilíbrio ácido-base e entender como os sais que vêm de ácidos fracos e bases fortes se comportam na água.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é o acetato de sódio. O acetato de sódio ( ) é um sal formado pelo íon acetato ( ) e íon sódio ( ). Quando dissolvido em água, ele se dissocia completamente:
O íon sódio ( ) vem de uma base forte (hidróxido de sódio, ), e não reage com a água. Isso significa que ele não afeta o pH da solução.

Passo 3

Agora, o foco está no íon acetato ( ). Esse íon é a base conjugada do ácido acético ( ), que é um ácido fraco. Quando o acetato está na água, ele pode reagir com a água formando ácido acético e íons hidróxido ( ):
Essa reação é chamada de hidrólise básica, e a constante de basicidade ( ) do acetato pode ser calculada usando a constante de ionização da água ( ) e a constante de ionização ácida do ácido acético ( ):
Sabendo que e, geralmente, para o ácido acético, .

Passo 4

Vamos calcular o do íon acetato:

Passo 5

Com o conhecido, montamos a expressão de equilíbrio para a reação de hidrólise:
Considerando que a concentração inicial de é e que a quantidade que reage será , temos:
Substituindo na expressão do :
(Negligenciamos o em relação a por ser muito pequeno)

Passo 6

Resolvendo para :
Então, a concentração de é aproximadamente .

Passo 7

Agora, vamos encontrar a concentração de . Sabemos que:
Resolvendo para :

Passo 8

Por fim, vamos calcular o pH da solução. A fórmula do pH é:
Substituindo:

Resposta

A concentração dos íons é , e o pH da solução é aproximadamente .

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Replica
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