Calcule o pH , a
das seguintes soluções aquosas:
Hipoclorito de sódio ( HClO
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Hipoclorito de sódio ( HClO
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o pH de uma solução aquosa de hipoclorito de sódio (NaClO) com concentração de 0,067 mol/L a 25°C. Para fazer isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especialmente a ideia de equilíbrio químico e como sais que vêm de ácidos fracos ou bases fracas afetam o pH da solução.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o hipoclorito de sódio (NaClO). Esse sal se dissocia na água formando íons de sódio (Na⁺) e hipoclorito (ClO⁻):
O íon ClO⁻ é a base conjugada do ácido hipocloroso (HClO), que é um ácido fraco. Isso significa que na água, o íon ClO⁻ vai reagir parcialmente com as moléculas de água para formar HClO e íons hidroxila (OH⁻), aumentando o pH da solução.
Passo 3
Para calcular o pH, precisamos determinar a concentração de íons hidroxila (OH⁻) na solução. Para isso, vamos usar a constante de basicidade (Kb) do íon ClO⁻. A relação entre a constante de dissociação ácida (Ka) do HClO e a constante de basicidade (Kb) do ClO⁻ é dada pela seguinte equação:
Onde $ K_w $ é a constante de ionização da água, $ 1,0 \times 10^{-14} $ a 25°C.
Passo 4
Primeiro, precisamos do valor de $ K_a $ para o HClO. Sabemos que:
Agora, calculamos $ K_b $ usando a equação mencionada:
Passo 5
Com o valor de $ K_b $, podemos configurar a expressão de equilíbrio para a reação da base conjugada ClO⁻ com a água:
A expressão para $ K_b $ é:
Assumindo que a quantidade de ClO⁻ que reage é pequena comparada à concentração inicial, podemos simplificar a expressão:
Onde $ x $ é a concentração de $ OH^- $ formada.
Passo 6
Resolvendo para $ x $:
Então, a concentração de $ OH^- $ é aproximadamente $ 1,39 \times 10^{-4} $ mol/L.
Passo 7
Agora, vamos calcular o pOH da solução usando a fórmula:
Substituindo:
Passo 8
Finalmente, usamos a relação entre pH e pOH para encontrar o pH:
Resposta
O pH da solução de hipoclorito de sódio a 25°C é aproximadamente 10,14.