Calcule o pH em :
c) 0,15 mol / L NaHCO3 R: pH=8,31

Passo 1

Vamos calcular o pH de uma solução de bicarbonato de sódio ( NaHCO3) com concentração de 0,15 , mol/L. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre ácidos e bases, especialmente sobre soluções tampão e equilíbrio químico.

Passo 2

Primeiro, sabemos que o bicarbonato de sódio é uma base fraca que pode reagir com a água para formar íons hidroxila ( OH^-) e ácido carbônico ( HCO3^-). A reação é:
NaHCO3 rightharpoons Na^+ + HCO3^-

Passo 3

O íon bicarbonato ( HCO3^-) pode agir como um ácido ou uma base (é um agente anfótero). Neste caso, vamos considerar sua reação como base, aceitando prótons da água:
HCO3^- + H2O rightharpoons H2CO3 + OH^-

Passo 4

Para calcular o pH, precisamos encontrar a concentração de íons hidroxila ( OH^-) na solução. Usaremos a constante de dissociação da base ( Kb) para o bicarbonato. A relação entre Ka e Kb para uma espécie anfótera é:
Ka times Kb = Kw
Onde Kw = 1,0 times 10^-14 (constante de ionização da água).

Passo 5

Sabemos que o valor de Ka para o ácido carbônico ( H2CO3) é aproximadamente 4,3 times 10^-7. Assim, podemos calcular Kb:
Kb = KwKa = 1,0 times 10^-144,3 times 10^-7 approx 2,33 times 10^-8

Passo 6

Agora, usamos a expressão de Kb para relacionar as concentrações:
Kb = [H2CO3][OH^-][HCO3^-]
Assumindo que a quantidade de OH^- formada é pequena em relação à concentração inicial de HCO3^-, podemos simplificar:
Kb approx [OH^-]^2[HCO3^-]

Passo 7

Agora, isolamos [OH^-]:
[OH^-] = raizKb times [HCO3^-] = raiz2,33 times 10^-8 times 0,15 approx raiz3,495 times 10^-9 approx 5,91 times 10^-5 , mol/L

Passo 8

Para encontrar o pH, primeiro calculamos o pOH:
pOH = -log [OH^-] = -log (5,91 times 10^-5) approx 4,23
E então:
pH = 14 - pOH = 14 - 4,23 = 9,77

Resposta

O pH da solução de 0,15 , mol/L , NaHCO3 é aproximadamente 9,77.

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