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.
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
.
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no tempo
, sabendo que
] inicial era igual a
.
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; (b)
; ©
; (d)
; (e)
(f)
.