Calcule o pH de uma solução de
. Que fração do total de
nesta solução é proveniente da dissociação da água?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o pH de uma solução de ácido perclórico (
) com concentração de
. Além disso, queremos saber qual parte dos íons
nessa solução vem da dissociação da água. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especificamente sobre ácidos fortes e a autoionização da água.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o ácido perclórico (
) é um ácido forte, o que significa que ele se dissocia completamente na água:
Então, a concentração de
proveniente do
é igual à concentração inicial do ácido, que é
.
Passo 3
Agora, precisamos considerar a autoionização da água, que também contribui para a concentração de íons
. A água se autoioniza segundo a seguinte reação:
A constante de autoionização da água (
) a 25°C é:
Em solução pura, as concentrações de
e
são iguais e valem
. Mas como adicionamos um ácido forte, vamos precisar resolver um sistema para encontrar o novo equilíbrio.
Passo 4
Vamos chamar a concentração adicional de
proveniente da água de
. Assim, a concentração total de
na solução será a soma da contribuição do ácido e da água:
Como a água também se autoioniza, temos que:
Substituindo
por
e
por
, temos:
Isso resulta em uma equação quadrática:
Passo 5
Resolvendo a equação quadrática para
, ignoramos o termo negativo já que a concentração não pode ser negativa:
Calculando o discriminante:
Então:
Passo 6
Agora, a concentração total de
é:
Para encontrar o pH:
Passo 7
Agora, vamos calcular a fração dos íons
que vêm da água:
Convertendo para porcentagem:
Resposta
O pH da solução é aproximadamente 6,46 e cerca de 85,7% dos íons
presentes na solução são provenientes da dissociação da água.
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, quando a concentração de HA se aproxima de zero. Repita o mesmo cálculo para
.
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, um balanço de massa é simplesmente
. Escreva o balanço de massa envolvendo o íon acetato.
Determine o pH e o grau de dissociação
de uma solução
de uma base fraca B com
5 .
Admitindo a dissociação completa dos sais, calcule a força iônica de a)
; b)
)
.