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.
Exercícios relacionados
Estime o pH de cada uma das seguintes soluções em água a
. Indique e justifique quaisquer suposições que você faça para obter suas respostas.
(a)
(b) os efeitos da força iônica para simplificar esse problema.)
(a)
(b)
Descreva como um aumento na força iônica pode afetar o pH de uma solução de ácido fraco ou de base fraca. Como essa relação se compara aos efeitos da força iônica em soluções contendo ácidos fortes ou bases fortes?
Estime o pH das misturas a seguir em água a
usando as concentrações originais fornecidas para cada componente.
(a) de ácido acético e
de acetato.
(b) ácido benzoico e
de benzoato.
© de amônia e
de amônio.
(a)
(b)
©
O ácido lático é produzido em nossas células musculares quando fazemos esforço para manter a respiração aeróbica. O acúmulo de ácido lático diminui o pH nos tecidos mus. culares de cerca de 7,0 para 6,5 , ponto no qual as enzimas necessárias para uma fonte de energia anaeróbica deixam de funcionar e os músculos não atuam adequadamente. Qual concentração de ácido lático deve estar presente na água para criar um pH de 6,5 a
?