Calcule o pH e a porcentagem de hidrólise em uma solução de cloreto de amônio
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente precisa calcular o pH e a porcentagem de hidrólise de uma solução de cloreto de amônio (
) com concentração
. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio ácido-base, especificamente a hidrólise de íons e o cálculo de pH.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que acontece quando o cloreto de amônio se dissolve em água. O
se dissocia completamente em íons
e
. Dentre esses, o íon
é um ácido conjugado e pode sofrer hidrólise, ou seja, reagir com a água para formar
e
.
A reação de hidrólise é:
Passo 3
Sabemos que a constante de basicidade (
) da amônia (
) é
. Mas como estamos lidando com o
, que é a conjugada do
, precisamos encontrar a constante ácida (
) do
.
A relação entre
e
é dada por:
onde
.
Então,
Passo 4
Agora, vamos montar a expressão da constante ácida para a reação de hidrólise:
Vamos chamar a concentração de
de
. Como a hidrólise ocorre de forma equilibrada, teremos:
(O
é muito pequeno comparado a
, então podemos ignorar na subtração.)
Substituindo na expressão da
:
Passo 5
O valor de
representa a concentração de
, então podemos calcular o pH:
Passo 6
Agora, vamos calcular a porcentagem de hidrólise (
), que indica a fração de
que sofreu hidrólise. A fórmula é:
Substituindo os valores:
Resposta
O pH da solução é
e a porcentagem de hidrólise é
.