Calcular as concentrações de todas as espécies presentes em um litro das seguintes soluções (cálculos aproximados). 0,040 mols de Co(NO3)3, 1,30 mols de NH3

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular as concentrações de todas as espécies presentes em um litro de solução que contém 0,040 mols de Co(NO3)3 e 1,30 mols de NH3. Para isso, vamos usar conceitos de química de soluções, como dissociação de sais e equilíbrio químico de bases fracas.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar o Co(NO3)3. Esse é um sal que, na água, se dissocia completamente em íons Co^3+ e NO3^-. A fórmula de dissociação é:
Co(NO3)3 Co^3+ + 3,NO3^-
Como temos 0,040 mols de Co(NO3)3 em 1 litro de solução, a concentração de íons será:
  • Concentração de Co^3+:
[Co^3+] = 0,040,mol1,L = 0,040,M
  • Concentração de NO3^-:
[NO3^-] = 3 times 0,040,mol1,L = 0,120,M

Passo 3

Agora, vamos olhar para o NH3. A amônia é uma base fraca que reage com a água da seguinte forma:
NH3 + H2O rightarrow NH4^+ + OH^-
Essa reação de equilíbrio é caracterizada pela constante de basicidade ( Kb) da amônia, que é aproximadamente 1,8 times 10^-5. Para simplificar, vamos assumir que a quantidade de NH4^+ e OH^- formada é pequena comparada à quantidade inicial de NH3, permitindo simplificações no cálculo.
A concentração inicial de NH3 é 1,30 M. Estabelecendo a expressão de Kb:
Kb = [NH4^+][OH^-][NH3] approx x^21,30 - x approx x^21,30 = 1,8 times 10^-5
Resolvendo para x:
x^2 = 1,8 times 10^-5 times 1,30 x^2 = 2,34 times 10^-5 x = raiz2,34 times 10^-5 x approx 4,84 times 10^-3,M
Então:
  • Concentração de NH4^+:
[NH4^+] approx 4,84 times 10^-3,M
  • Concentração de OH^-:
[OH^-] approx 4,84 times 10^-3,M
  • Concentração de NH3 restante:
[NH3] approx 1,30,M - 4,84 times 10^-3,M approx 1,295,M

Resposta

Em 1 litro de solução, as concentrações aproximadas das espécies presentes são:
  • Íons Co^3+: 0,040,M
  • Íons NO3^-: 0,120,M
  • Íons NH4^+: 4,84 times 10^-3,M
  • Íons OH^-: 4,84 times 10^-3,M
  • Amônia não dissociada ( NH3): 1,295,M

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