Calcule o pH das soluções a seguir. Dado pKw=14,0(25^circ C).
(t) 150 mL de CH3 CO2 H(p K a=4,75) 0,02 mol L^-1+50 mL de HBr 0,03 mol L^-1 R: 2 , 1 2

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem que calcular o pH de uma mistura de duas soluções: 150 mL de ácido acético ( CH3CO2H) com concentração de 0,02 mol/L e pKa = 4,75, e 50 mL de HBr com concentração de 0,03 mol/L. Pra resolver isso, a gente vai precisar entender como esses ácidos se comportam quando misturados, calcular a quantidade de moles de cada um, ver qual sobra após a reação, e então determinar o pH da solução resultante.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular os moles de cada ácido que temos. Lembrando que moles = concentração × volume.
Para o ácido acético:
Mo<=s de CH3CO2H = 0,02, mol/L times 0,150, L = 0,003, mol
Para o HBr:
Mo<=s de HBr = 0,03, mol/L times 0,050, L = 0,0015, mol

Passo 3

Agora, vamos ver o que acontece quando misturamos esses ácidos. O HBr é um ácido forte e o ácido acético é um ácido fraco. O HBr vai doar prótons ( H^+) totalmente, enquanto o ácido acético vai doar prótons parcialmente.
Como o HBr é um ácido forte, ele vai reagir completamente, mas como o ácido acético também está presente, na verdade o HBr vai apenas adicionar mais H^+ à solução. Não há reação de neutralização significativa entre dois ácidos. Então, a concentração total de H^+ será a soma das contribuições do HBr e do ácido acético.

Passo 4

Vamos calcular a concentração total de H^+ na solução. Primeiro, a concentração de HBr:
Mo<=s de HBr = 0,0015, mol
Volume total = 0,150, L + 0,050, L = 0,200, L
Concentração de HBr = 0,0015, mol0,200, L = 0,0075, mol/L çã
Agora, para o ácido acético, usamos a expressão do equilíbrio:
Ka = 10^-pKa = 10^-4,75 approx 1,78 times 10^-5
A concentração de ácido acético na mistura:
Concentração de CH3CO2H = 0,003, mol0,200, L = 0,015, mol/L çã
Como temos HBr presente, que é um ácido forte, a solução ficará basicamente determinada pela concentração de HBr mais a contribuição do ácido acético.

Passo 5

Para simplificar, já que o ácido acético é um ácido fraco e estamos adicionando um ácido forte, a contribuição do ácido acético para o H^+ vai ser mínima comparada com a do HBr. Portanto, podemos considerar que a concentração de H^+ será aproximadamente igual à concentração de HBr.
Então:
[H^+] approx 0,0075, mol/L

Passo 6

Finalmente, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
pH = -log[H^+]
Substituindo:
pH = -log(0,0075) approx 2,12

Resposta

O pH da solução resultante é aproximadamente 2,12.

Exercícios relacionados

Complete a tabela a seguir. Para todos os casos, despreze o efeito da força iônica. Pesquise as massas molares.
Composto Tipo <br> (a) pKa <br> (forma ácida) pKb <br> (forma básica) underset(g mol^-1)MM Concentração pH pOH
1 CH3 NH3 Cl 3,36 0,33 mol L^-1
2 KF 3,17 %m/v 8,28
3 KNO3 0,1 mol L^-1
4 Ca(NO2)2 3,15 1,3% m/v
5 NH4 Cl 9,25 0,54 g L^-1
6 NaCl 20 g L^-1
7 NaAsO2 9,30 mol L^-1 11,5
8 KSCN 13,11 15 g L^-1
9 Cloridrato de anilínio 9,40 2,5 times 10^-7 mol L^-1
10 ClCH2 CO2 Na 11,13 0,01 mol L^-1
11 KCN 9,21 0,02 mol L^-1
(b) Sal ácido ou sal básico.
Calcule as concentrações no equilíbrio de todas as espécies presentes nas soluções a seguir. Realize as aproximações que julgar conveniente, desde que o erro relativo percentual nas aproximações não ultrapasse a faixa de pm 5 % no bm e no cp.
(a) BaCl2 1,0 times 10^-4 mol L^-1 ;(pKw=14)
R: [HO^-]=[H3 O^+]=1,0 times 10^-7 mol L^-1 ;[Ba^2+]=1,0 times 10^-4 mol L^-1 ;[Cl^-]=2,0 times 10^-4 mol L^-1
Calcular a concentração de todas as espécies em equilíbrio nas soluções a seguir. Utilizar o método sistemático para o tratamento dos equilíbrios químicos. Realizar as aproximações que julgar conveniente, dentro de um erro relativo de 10%. Desprezar o efeito eletrolítico das soluções (Teoria moderna da dissociação eletrolítica - último tópico da PROVA 1).
© HClO 0,040 mol L^-1 ;( рКансIо =7,50 ; pKw=14)
R: [H3 O^+]=[ClO^-]=3,56 times 10^-5 mol L^-1 ;[HO^-]=2,8 times 10^-10 mol L^-1 ;[HClO]=0,040 mol L^-1;
Calcular o pH potenciométrico das soluções abaixo. (Teoria moderna da dissociação eletrolética último tópico da PROVA 1).
(f) Ácido acético 0,01 mol L^-1 ; R: 3,38