Calcule o pH das seguintes soluções de sais, justifique com os cálculos:
c) 0,19 mol L^-1 de NH4 Cl
(Dados: NH3 ; Kb=1,8 times 10^-5 )

Passo 1

Então, a gente precisa calcular o pH de uma solução de 0,19 mol/L de NH₄Cl. Esse exercício envolve conceitos de química de soluções, especialmente a hidrólise de sais. Para resolver, vamos precisar entender como íons como NH₄⁺ interagem com a água e como isso afeta o pH da solução.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar que o NH₄Cl é um sal formado pelo NH₄⁺ (íon amônio) e Cl⁻ (íon cloreto). Quando o sal se dissolve na água, ele se separa nos seus íons constituintes:
NH4Cl NH4^+ + Cl^-

Passo 3

Agora, precisamos ver o que cada íon faz na água. O Cl⁻ vem do HCl, um ácido forte, e como HCl é um ácido forte, o Cl⁻ é um íon que não reage com a água, ou seja, ele não afeta o pH.

Passo 4

O que vai influenciar o pH é o NH₄⁺. Esse íon pode reagir com a água, liberando íons H₃O⁺, o que torna a solução ácida. A reação de hidrólise do NH₄⁺ é:
NH4^+ + H2O rightarrows NH3 + H3O^+

Passo 5

Para calcular o pH, precisamos saber a concentração de H₃O⁺. Vamos usar a relação entre as constantes de ionização do ácido e da base conjugada. Sabemos que:
Ka times Kb = Kw = 1,0 times 10^-14
Dado que Ka = KwKb = 1,0 times 10^-141,8 times 10^-5 approx 5,56 times 10^-10 do NH₃ é , podemos encontrar do NH₄⁺:

Passo 6

Agora, vamos montar a expressão da constante de ionização ácida para o NH₄⁺:
Ka = [NH3][H3O^+][NH4^+]
Assumindo que a concentração inicial de NH₄⁺ é 0,19 M e que a variação x é pequena, podemos simplificar para:
Ka approx x times x0,19 = x^20,19
Onde .

Passo 7

Resolvendo para x^2 = Ka times 0,19 = 5,56 times 10^-10 times 0,19 approx 1,056 times 10^-10 :
x = raiz1,056 times 10^-10 approx 1,03 times 10^-5 , mol/L

Passo 8

Agora, calculamos o pH usando a fórmula:
pH = -log[H3O^+] = -log(1,03 times 10^-5) approx 5,00

Resposta

O pH da solução de 0,19 mol/L de NH₄Cl é aproximadamente 5,00.

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