Calcular o concentração de ions níquel livres na solução formada pela mistura de 10 ml de solução em ions niquel e 10 ml de solução 0,01mol/l em amônia em :

Passo 1

Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. A gente precisa calcular a concentração de íons níquel livres na solução que resulta da mistura de duas soluções: 10 ml de uma solução de íons níquel a e 10 ml de uma solução de amônia também a . Além disso, a solução final tem um pH de 5. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre reações de complexação e como o pH influencia essas reações.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a concentração inicial de íons níquel e amônia após a mistura. Quando misturamos volumes iguais de duas soluções, a concentração de cada componente é reduzida pela metade.
çã
çãô

Passo 3

Agora, precisamos considerar o pH da solução, que é 5. O pH nos informa a concentração de íons hidrogênio ( ) na solução. A relação é dada por:
Então,

Passo 4

A amônia (NH ) pode se protonar para formar amônio (NH ) em solução ácida. A constante de dissociação da amônia ( ) é importante aqui. Sabemos que:
Assumindo que a amônia está parcialmente protonada, podemos calcular a concentração de amônia livre disponível para se ligar aos íons níquel.

Passo 5

Vamos calcular a concentração de amônia livre usando a equação de equilíbrio da amônia:
Mas como temos o pH, podemos encontrar usando:
Rearranjando a equação de :
Assumindo que a maior parte da amônia permanece como NH devido ao baixo pH, podemos simplificar considerando que a concentração de NH livre é aproximadamente 0,005 mol/L.

Passo 6

Com a concentração de íons níquel livres e a concentração de amônia livre, podemos considerar a formação de complexos. A reação de complexação pode ser representada por:
A constante de formação desse complexo ( ) é grande, indicando que a maior parte do níquel forma o complexo. No entanto, devido ao pH baixo, a concentração de amônia livre é limitada.

Passo 7

Para simplificar, podemos assumir que a concentração de íons níquel livres é principalmente determinada pela disponibilidade de amônia livre. Como temos uma quantidade limitada de amônia (0,005 mol/L), ela não é suficiente para complexar todo o níquel presente (0,005 mol/L). Portanto, praticamente todo o níquel permanece na forma livre.

Resposta

A concentração de íons níquel livres na solução é aproximadamente .

Exercícios relacionados

determine a concentração de no tempo , sabendo que ] inicial era igual a .
O líquido A se decompõe segundo uma cinética de primeira ordem num reator descontínuo. Sabe-se que 50% de A convertem-se em 5 minutos. Em quanto tempo a conversão será de ?
Calcular o concentração de ions níquel livres na solução formada pela mistura de 10 ml de solução em ions niquel e 10 ml de solução 0,01mol/l em amônia em :
Determine o número de oxidação do elemento em itálico nos seguintes compostos: (a) ; (b) ; © ; (d) ; (e) (f) .