Calcule o pH , o pOH e a percentagem de protonação do soluto nas seguintes soluções em água: 0,35 M de
(aq);
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcularmos o pH, o pOH e a porcentagem de protonação de uma solução aquosa de trimetilamina, que tem a fórmula
, com concentração de 0,35 M. Vamos precisar entender conceitos de química ácido-base, como equilíbrio químico, constante de ionização (
), e as relações entre pH e pOH.
Passo 2
Primeiro, precisamos identificar se a trimetilamina é uma base ou um ácido. A trimetilamina é uma base de Lewis porque tem um par de elétrons não compartilhados no nitrogênio, que pode aceitar um próton (H⁺).
Passo 3
Como estamos lidando com uma base, vamos usar a constante de basicidade (
) para calcular o pOH e, posteriormente, o pH. A expressão para
da trimetilamina é:
Passo 4
Vamos supor que a concentração inicial da trimetilamina é 0,35 M e que a quantidade que reage é
. Assim, as concentrações no equilíbrio serão:
Substituindo esses valores na expressão de
:
Passo 5
Precisamos do valor de
para a trimetilamina. Supondo que
(valor típico para trimetilamina), temos:
Como
é pequeno, podemos aproximar
. Então:
Aqui,
representa a concentração de
.
Passo 6
Agora, vamos calcular o pOH usando a concentração de
encontrada:
Passo 7
Sabendo que
, podemos encontrar o pH:
Passo 8
Por fim, vamos calcular a porcentagem de protonação da trimetilamina. A protonação ocorre quando a base aceita um próton para formar
. A porcentagem de protonação é dada por:
Resposta
Na solução de 0,35 M de
, o pH é aproximadamente 12,15, o pOH é 1,85 e a porcentagem de protonação do soluto é cerca de 4,06 %.