Calcule o pH das soluções a seguir. Dado
.
(g)
); R: 7,21
(g)
Passo 1
Beleza, vamos calcular o pH de uma solução de metilamina (
) com concentração de
. A matéria aqui envolve química de ácidos e bases, especificamente usando as constantes de dissociação (
) e a relação com a água (
). Vamos precisar das fórmulas do equilíbrio ácido-base e entender como elas se relacionam para achar o pH.
Passo 2
Primeiro, sabemos que a metilamina é uma base fraca, e sua constante de basicidade é dada por
. Mas para calcular o pH, precisamos da constante ácida (
) da reação conjugada. Sabemos que
. Então, vamos encontrar
:
Passo 3
Agora, a concentração da base (
) é
. Vamos considerar que a base se deprotona na água:
Usamos a expressão da constante de base:
Mas como a concentração inicial é muito baixa (
), precisamos considerar também a autoionização da água:
Passo 4
Dado que a concentração da base é igual à concentração de íons de hidróxido que a base gera, e considerando que a concentração total de
vem tanto da base quanto da água, temos:
Onde
representa a contribuição da base.
Passo 5
Usando a relação de
:
Substituindo na expressão da constante:
Como
é muito pequeno comparado a
, podemos simplificar a equação para:
Então,
.
Passo 6
Agora, calculamos a concentração total de
:
Usamos a relação entre
e
:
Primeiro, calculamos a
:
Passo 7
Finalmente, encontramos o pH:
No entanto, como a concentração da base é muito baixa, devemos considerar a água atuando como um ácido:
Resposta
O pH da solução é aproximadamente 7,21.
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.
(d)
(d)
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.
(a)
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.
(j) de
;
(j)
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.
(m)
(m)