Calcule o pH das seguintes soluções em água a
nas concentrações analíticas fornecidas.
(a)
de fenol.
(b)
de ácido hipocloroso.
©
de ciclohexamina.
(d)
de tiocianato de hidrogênio.
(a)
(b)
©
(d)
Passo 1
Vamos calcular o pH de uma solução aquosa de fenol com concentração de
a
. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especificamente o equilíbrio de dissociação de um ácido fraco e a constante de dissociação ácida (
). Precisaremos aplicar a expressão do
para determinar a concentração de íons hidrogênio (
) e, assim, calcular o pH da solução.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o fenol. O fenol é um ácido fraco que se dissocia na água da seguinte forma:
Isso significa que uma molécula de fenol libera um íon hidrogênio (
) e forma o íon fenolato (
) quando se dissolve na água.
Passo 3
A constante de dissociação ácida (
) do fenol é aproximadamente
. A expressão do
para essa reação é:
Como o fenol é um ácido fraco, a quantidade que se dissocia (
) é muito pequena comparada à concentração inicial do fenol. Portanto, podemos simplificar a expressão assumindo que
, onde
é a concentração inicial de fenol.
Passo 4
Substituindo os valores na expressão do
:
Aqui,
representa a concentração de
liberada na solução.
Passo 5
Resolvendo a equação para encontrar
:
Passo 6
Agora que temos a concentração de íons hidrogênio (
), podemos calcular o pH usando a fórmula:
Substituindo
:
Passo 7
Calculando o logaritmo:
Resposta
O pH da solução de fenol com concentração
é aproximadamente 6,74.