Calcule o pH e o pOH , na temperatura de
, para os sais abaixo em cada caso: Solução de
0,002M (
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o pH e o pOH de uma solução de cloreto de amônio (
) com concentração de 0,002 M, na temperatura de
. Para isso, vamos precisar entender um pouquinho sobre ácidos e bases, especificamente sobre como sais como o
se comportam em solução aquosa.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o
é um sal formado pela reação entre o cátion amônio (
) e o ânion cloreto (
). Nesse caso, o
vem de um ácido forte (HCl) e o
vem de uma base fraca (NH₃). Isso significa que, quando o
se dissolve em água, ele vai liberar
e
.
Passo 3
Como o
vem de um ácido forte, ele não reage com a água. Então, a parte que interessa para o pH é o cátion
. Esse cátion pode doar um próton (H⁺) para a água, formando
e
. Essa reação libera íons H₃O⁺, que aumentam a acidez da solução.
Passo 4
Vamos escrever a equação da reação:
Essa reação mostra que o íon amônio (
) está agindo como um ácido, liberando prótons para a água.
Passo 5
Para calcular o pH, precisamos encontrar a concentração de íons H₃O⁺ na solução. Primeiro, precisamos determinar a constante de ionização ácida (
) para o
. Sabemos que a constante de ionização da base (
) para NH₃ é
. Podemos relacionar
e
usando a constante de ionização da água (
):
Sabendo que
a
, podemos encontrar
:
Passo 6
Com o valor de
, podemos montar a expressão da constante de ionização para a reação da
:
Assumimos que a concentração de
é igual a de
formada, e que a mudança na concentração de
é pequena devido à pouca ionização.
Passo 7
Vamos chamar a concentração de
de
. Então, substituindo na expressão de
:
Aqui, simplificamos assumindo que
é muito menor que 0,002 M, então
.
Passo 8
Resolvendo para
:
Então, a concentração de
é aproximadamente
.
Passo 9
Agora, calculamos o pH usando a fórmula:
Substituindo o valor encontrado:
Passo 10
Para encontrar o pOH, usamos a relação entre pH e pOH:
Então:
Resposta
O pH da solução é aproximadamente 5,98 e o pOH é aproximadamente 8,02.