Calcular o pH de uma solução 2x10² mol/L de NH4OH1 , a 25°c, sabendo-se que o grau de dissociação da base é 1,34%. Dado: Log 2,68 = 0,43
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química sobre cálculo de pH! A gente precisa encontrar o pH de uma solução de NH₄OH (hidróxido de amônio) com concentração 2×10² mol/L a 25°C, sabendo que o grau de dissociação da base é de 1,34%. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e cálculos de pH.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa o grau de dissociação. O grau de dissociação (α) indica a fração de moléculas que se dissociam em íons na solução. No caso, α = 1,34% ou 0,0134.
Passo 3
Agora, vamos calcular a concentração dos íons que se formam quando o NH₄OH se dissocia. A concentração inicial da solução é 2×10² mol/L. Então, a concentração de íons dissociados é:
Passo 4
Sabemos que o NH₄OH se dissocia da seguinte maneira:
Isso significa que a concentração de íons OH⁻ é igual à concentração de dissociação, que acabamos de calcular como 2,68 mol/L.
Passo 5
Para encontrar o pH, primeiro precisamos encontrar o pOH. A relação entre pH e pOH é dada por:
Mas para usar essa relação, precisamos primeiro calcular o pOH.
Passo 6
O pOH é calculado usando a fórmula:
Substituindo a concentração de OH⁻ que encontramos:
Passo 7
Utilizando o dado fornecido no exercício, sabemos que:
Então:
Porém, o pOH não pode ser negativo, então devemos verificar se houve algum erro nos cálculos anteriores. Na verdade, a concentração de OH⁻ resultante de 2×10² mol/L é extremamente alta e não prática, o que sugere que houve um erro de digitação na concentração inicial. Vamos considerar que a concentração seja 2×10⁻² mol/L para seguir com o exercício de forma realista.
Passo 8
Com a concentração inicial de 2×10⁻² mol/L, a concentração de dissociação fica:
Passo 9
A concentração de íons OH⁻ é 2,68×10⁻⁴ mol/L.
Passo 10
Agora, calculamos o pOH:
Passo 11
Vamos separar a expressão:
Portanto:
Passo 12
Agora, usamos a relação entre pH e pOH:
Resposta
O pH da solução é 10,43.