Calcular o pH de uma solução de NH4 Cl
1,00 times 10^-4 mol L^-1.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o pH de uma solução de cloreto de amônio ( NH4Cl) com concentração 1,00 times 10^-4 mol L^-1. Para isso, vamos usar conceitos de ácidos e bases, especificamente sobre como sais que contêm íons de ácidos ou bases conjugadas podem afetar o pH da solução.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que acontece quando o cloreto de amônio se dissolve na água. Ele se dissocia nos íons NH4^+ e Cl^-:
NH4Cl NH4^+ + Cl^-
O íon NH4^+ é a parte ácida aqui, porque ele pode liberar prótons ( H^+) na solução, afetando o pH.

Passo 3

Agora, vamos escrever a equação de ionização do íon NH4^+ em água:
NH4^+ rightarrow NH3 + H^+
Essa reação mostra como o NH4^+ pode se transformar em amônia ( NH3) e liberar um próton ( H^+), o que aumenta a acidez da solução.

Passo 4

Para encontrar o pH, precisamos da constante de acidez ( Ka) para essa reação. Sabemos que a amônia ( NH3) tem uma constante de basicidade ( Kb). A relação entre Ka e Kb para um par conjugado é:
Ka times Kb = Kw
Onde Kw é a constante da água, 1,0 times 10^-14.

Passo 5

Precisamos encontrar o Ka da NH4^+. Sabendo que Kb da amônia é 1,8 times 10^-5, podemos rearranjar a equação:
Ka = KwKb = 1,0 times 10^-141,8 times 10^-5 approx 5,56 times 10^-10

Passo 6

Agora, vamos montar uma tabela de equilíbrio para a reação de ionização:
ccc Inicial & NH4^+ & NH3 & H^+ Inicial & 1,00 times 10^-4 & 0 & 0 Mudança & -x & +x & +x Equilíbrio & 1,00 times 10^-4 - x & x & x çí
Como Ka é bem pequeno, vamos simplificar assumindo que x é muito menor que 1,00 times 10^-4:
Ka approx x times x1,00 times 10^-4 = x^21,00 times 10^-4

Passo 7

Substituindo o valor de Ka:
5,56 times 10^-10 = x^21,00 times 10^-4
Multiplicando ambos os lados por 1,00 times 10^-4:
x^2 = 5,56 times 10^-14
Extraindo a raiz quadrada:
x = raiz5,56 times 10^-14 approx 7,46 times 10^-7 mol L^-1
Aqui, x representa a concentração de H^+.

Passo 8

Finalmente, calculamos o pH usando a fórmula:
pH = -log [H^+] = -log (7,46 times 10^-7) approx 6,13

Resposta

O pH da solução de NH4Cl 1,00 times 10^-4 mol L^-1 é aproximadamente 6,13.

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