Calcular o pH de uma solução que é preparada para conter as seguintes concentrações analíticas:
e 0,0400
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular o pH de uma solução que contém duas concentrações específicas de sais:
- 0,0100 mol/L de Na₂C₂O₄ (dissódico oxalato)
- 0,0400 mol/L de NaHC₂O₄ (hidrogenooxalato de sódio)
Vamos precisar entender um pouco sobre ácidos e bases, especialmente sobre ácidos fracos e suas bases conjugadas, para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar quais são as espécies ácidas e básicas na solução. O Na₂C₂O₄ se dissocia em 2 Na⁺ e C₂O₄²⁻. Já o NaHC₂O₄ se dissocia em Na⁺ e HC₂O₄⁻. Aqui, o C₂O₄²⁻ atua como base conjugada do ácido oxálico, e o HC₂O₄⁻ é o ácido conjugado.
Passo 3
Sabemos que, para uma solução que tem um ácido fraco e sua base conjugada, podemos usar a Equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar o pH:
Passo 4
Agora, precisamos saber o valor da pKa relevante para essa reação. O ácido oxálico (H₂C₂O₄) é diprótico, ou seja, tem duas etapas de dissociação. Aqui, estamos lidando com a segunda dissociação, então usamos o pKa₂, que é aproximadamente 4,28.
Passo 5
Vamos identificar os valores que vamos usar na equação:
- [Base] = [C₂O₄²⁻] = 0,0100 mol/L
- [Ácido] = [HC₂O₄⁻] = 0,0400 mol/L
Passo 6
Substituindo esses valores na equação de Henderson-Hasselbalch:
Passo 7
Calculando a razão dentro do logaritmo:
Passo 8
Calculando o logaritmo:
Passo 9
Agora, somamos esse valor à pKa:
Resposta
O pH da solução é aproximadamente 3,68.
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(b)
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(a)