Qual a concentração de ácido acético para ter uma solução de pH 4,2?

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem um exercício que pergunta: Qual a concentração de ácido acético para ter uma solução de pH 4,2? Aqui, estamos lidando com química de ácidos e bases, especificamente com ácidos fracos como o ácido acético. Para resolver isso, vamos precisar entender como o pH está relacionado à concentração de íons de hidrogênio na solução e como o ácido acético se dissocia em água.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é o pH. O pH é uma medida que indica a acidez ou basicidade de uma solução. Ele é calculado usando a fórmula:
pH = -log[H^+]
Onde [H^+] = 10^-pH = 10^-4,2 é a concentração de íons de hidrogênio na solução. Com um pH de 4,2, podemos encontrar fazendo:

Passo 3

Calculando isso:
[H^+] = 10^-4,2 approx 6,31 times 10^-5 , M
Então, a concentração de íons de hidrogênio é aproximadamente molar.

Passo 4

Agora, vamos falar sobre o ácido acético. O ácido acético ( CH3COOH rightarrow CH3COO^- + H^+ ) é um ácido fraco, o que significa que ele não se dissocia completamente em água. A dissociação é representada por:
A constante de dissociação ácida ( ) para o ácido acético é aproximadamente .

Passo 5

Sabendo disso, podemos usar a expressão do Ka = [CH3COO^-][H^+][CH3COOH] :
Ka = [H^+]^2[CH3COOH]
Assumindo que a quantidade de ácido dissociado ( [CH3COOH] = [H^+]^2Ka ) é igual à , podemos simplificar para:
Rearranjando para encontrar :

Passo 6

Substituindo os valores que temos:
[CH3COOH] = (6,31 times 10^-5)^21,8 times 10^-5
[CH3COOH] = 3,98 times 10^-91,8 times 10^-5
[CH3COOH] approx 2,21 times 10^-4 , M

Resposta

A concentração de ácido acético necessária para obter uma solução com pH 4,2 é aproximadamente molar.

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