Calcular o pH de uma solução que resulta quando
de ácido fórmico 0,200
contém ácido pícrico
picrato de sódio
?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão nos pede. Precisamos calcular o pH de uma solução que resulta da mistura de 20,0 mL de ácido fórmico (HCOOH) com concentração de 0,200 mol·L⁻¹, ácido pícrico (HPic) com concentração de 0,0100 mol·L⁻¹ e picrato de sódio (NaPic) com concentração de 0,100 mol·L⁻¹. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especialmente envolvendo ácidos fracos e sistemas tampão (buffers). Vamos precisar conhecer as constantes de dissociação desses ácidos e aplicar as equações de equilíbrio químico.
Passo 2
Vamos determinar as quantidades de cada substância presente na solução após a mistura. Primeiro, calculamos o número de mols de ácido fórmico:
Como o volume total é de 20,0 mL (0,020 L), as concentrações dos outros componentes já estão dadas:
- Ácido pícrico (HPic): 0,0100 mol·L⁻¹
- Picrato de sódio (NaPic): 0,100 mol·L⁻¹
Passo 3
Agora, identificamos as reações ácido-base envolvidas:
- O ácido fórmico (HCOOH) é um ácido fraco que se dissocia segundo:
- O ácido pícrico (HPic) também é um ácido fraco, e seu sal, o picrato de sódio (NaPic), fornece os íons picrato (
):
Esse par HPic/NaPic forma um sistema tampão.
Passo 4
Vamos calcular as constantes de dissociação (
) dos ácidos:
- Para o ácido fórmico (HCOOH):
- Para o ácido pícrico (HPic):
Como temos dois sistemas ácido-base na solução, devemos considerar a contribuição de ambos para o pH final. No entanto, o ácido fórmico está presente em maior quantidade e tem um
maior, então sua contribuição será mais significativa.
Usamos a equação de Henderson-Hasselbalch para o sistema tampão HPic/NaPic:
Calculamos
para HPic:
Substituindo os valores:
Agora, consideramos a contribuição do ácido fórmico. Como ele é um ácido fraco adicional na solução, ele irá acidificar um pouco mais o sistema. Para uma aproximação, podemos recalcular o pH considerando a presença de HCOOH usando a equação de equilíbrio:
Assumimos que o aumento de
devido ao HCOOH é pequeno comparado ao sistema tampão, então o pH final será ligeiramente menor que 5,52.
Resposta
O pH da solução é aproximadamente 5,40.
Exercícios relacionados
Uma solução contém
. Calcular a concentração de
e o seu pH
(b) considerando os coeficientes de atividade.
(b) considerando os coeficientes de atividade.
Calcular o pH após a adição de 0,
; 15,
; 51,00; 55,00; e 60,00 mL de
na titulação de
de:
© cloreto de piridina .
© cloreto de piridina
O ácido conjugado do
b)
b)
Para qual das seguintes reações o valor de
é igual a
?
c)
c)