Calcule o pH das soluções a seguir. Dado pKw=14,0(25^circ C).
(b) HClO 0,01 mol L^-1(pKa=7,45); R: 4,73

Passo 1

Beleza, vamos calcular o pH de uma solução de ácido hipocloroso (HClO) com concentração de 0,01 mol/L e pKa igual a 7,45. Para isso, vamos usar conceitos de ácidos fracos e como eles se dissociam em água. Precisamos entender a constante de dissociação ácida (Ka) e aplicar a fórmula do pH para ácidos fracos.

Passo 2

Primeiro, vamos relembrar a relação entre pKa e Ka. A pKa é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida (Ka). A fórmula é:
pKa = -log (Ka)
Vamos rearranjar para encontrar Ka:
Ka = 10^-pKa = 10^-7,45

Passo 3

Calculando o valor de Ka:
Ka = 10^-7,45 approx 3,55 times 10^-8

Passo 4

Agora, consideramos a dissociação do ácido hipocloroso em água:
HClO <=ftharpoons H^+ + ClO^-
Isso significa que uma molécula de HClO libera um próton (H⁺) e forma o íon hipoclorito (ClO⁻).

Passo 5

Vamos definir o concentração inicial do ácido hipocloroso como 0,01 mol/L. Assumindo que é a concentração de H⁺ produzida na dissociação, podemos expressar as concentrações no equilíbrio:
  • = 0,01 - x
  • = x
  • = x

Passo 6

A expressão da constante de dissociação ácida ( Ka = [H^+][ClO^-][HClO] ) é:
3,55 times 10^-8 = x times x0,01 - x = x^20,01 - x
Substituindo os valores:

Passo 7

Como Ka é muito pequeno, podemos assumir que 3,55 times 10^-8 = x^20,01 é muito menor que 0,01, então x^2 = 3,55 times 10^-8 times 0,01 = 3,55 times 10^-10 . A equação simplifica para:
Multiplicando ambos os lados por 0,01:

Passo 8

Resolvendo para x = raiz3,55 times 10^-10 approx 1,88 times 10^-5 , mol/L :
[H^+] = 1,88 times 10^-5 , mol/L
Aqui, representa a concentração de H⁺, então:

Passo 9

Finalmente, usamos a definição de pH:
pH = -log [H^+]
Substituindo o valor de pH = -log (1,88 times 10^-5) approx 4,73 :

Resposta

O pH da solução é 4,73.

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