Calcule a
e o pH em uma solução
de hipoclorito de sódio ( HClO :
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão de química juntos! O problema pede para calcular a concentração de íons H₃O⁺ e o pH em uma solução de 0,0100 M de hipoclorito de sódio (NaClO). Sabemos que o ácido correspondente, HClO, tem uma constante de acidez (Ka) de 3,20 × 10⁻⁸. Para resolver isso, vamos usar conceitos de equilíbrio ácido-base e as fórmulas relacionadas ao pH.
Passo 2
Primeiro, precisamos entender que o hipoclorito de sódio (NaClO) é a base conjugada do ácido hipocloroso (HClO). Quando NaClO se dissolve em água, ele se dissocia em íons Na⁺ e ClO⁻. O íon ClO⁻ pode aceitar um próton (H⁺) da água para formar HClO e gerar íons hidroxila (OH⁻), tornando a solução básica.
A reação de hidrólise é:
Passo 3
Sabemos que a constante de acidez (Ka) do HClO é 3,20 × 10⁻⁸. Mas como estamos lidando com a base conjugada, precisamos encontrar a constante de base (Kb). A relação entre Ka e Kb é:
Onde Kw é a constante de ionizaç��o da água, que vale 1,00 × 10⁻¹⁴ a 25°C.
Passo 4
Vamos calcular Kb:
Passo 5
Agora, usamos a expressão da constante de base para a reação de hidrólise:
Assumimos que a quantidade de HClO formada é igual a [OH⁻] gerado. Chamemos isso de x.
Então:
Como Kb é bem pequeno, podemos desprezar x em relação a 0,0100.
Passo 6
Resolvendo para x:
Aqui, x representa a concentração de OH⁻.
Passo 7
Agora, para encontrar a concentração de H₃O⁺, usamos a relação entre [H₃O⁺] e [OH⁻] na água:
Então:
Passo 8
Por fim, calculamos o pH usando a fórmula:
Substituindo:
Resposta
A concentração de íons H₃O⁺ é aproximadamente
e o pH da solução é 9,75.