Calcule o pH da solução que resulta da mistura
A) de 100 mL de
com 300 mL de
de
A) de 100 mL de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o pH de uma solução resultante da mistura de duas soluções: 100 mL de dimetilamina (
) com 300 mL de cloreto de dimetilamônio (
. A gente vai trabalhar com conceitos de Química Ácido-Base, especificamente sobre soluções tampão. Para resolver, vamos precisar entender como calcular concentrações após a mistura e usar a relação entre a constante de base (
) e a constante ácida (
).
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o número de mols de cada componente antes da mistura. A fórmula para mol é:
Para a dimetilamina (
):
Para o cloreto de dimetilamônio (
):
Passo 3
Depois da mistura, o volume total da solução é a soma dos volumes individuais:
Agora, vamos calcular as novas concentrações de cada componente:
Para
:
Para
:
Passo 4
Agora, reconhecemos que temos uma solução tampão, composta por uma base fraca (
) e seu sal, que fornece a espécie conjugada ácida (
). Para encontrar o pH, usamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
Mas primeiro, precisamos encontrar o
. Sabemos que a relação entre
e
é:
Onde
.
Dado que
:
Agora, calculamos a pKa:
Passo 5
Com a pKa calculada e as concentrações das espécies na solução tampão, aplicamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
Calculando o logaritmo:
Então:
Resposta
O pH da solução resultante é aproximadamente 10,08.