Qual é a concentração de íons hidrônio em
uma solução 0,125 mol / L^-de CH3 NH2(aq) e 0,125 mol / L^2 de CH3 NH3 Br(aq)
Dado: Ka(HCN): 4,9 times 10^-10, Ka(CH3 NH3 ^+)=2,33 times 10^-11

Passo 1

Então, a gente tem uma questão de química envolvendo concentração de íons hidrônio ( H3O^+) numa solução que contém CH3NH2 e CH3NH3Br. Esse problema está na área de química ácido-base, especificamente lidando com soluções tampão. Pra resolver isso, vamos precisar entender e aplicar a equação de Henderson-Hasselbalch, que ajuda a encontrar o pH de uma solução tampão.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar o que cada substância representa na nossa solução. CH3NH2 é uma base fraca e CH3NH3Br é o sal correspondente que contém o ácido conjugado dessa base, que é CH3NH3^+. Isso significa que nossa solução é um tampão, que resiste a mudanças de pH quando adicionamos pequenas quantidades de ácido ou base.

Passo 3

A equação de Henderson-Hasselbalch é a ferramenta certa para esse caso. Ela é dada por:
pH = pKa + log([Base][Ácido]) Á
Aqui, pKa é o logaritmo negativo da constante de acidez ( Ka) do ácido conjugado. No nosso caso, o ácido conjugado é CH3NH3^+ com Ka = 2,33 times 10^-11.

Passo 4

Vamos calcular a pKa:
pKa = -log(Ka) = -log(2,33 times 10^-11) approx 10,63

Passo 5

Agora, substituímos os valores na equação de Henderson-Hasselbalch. Sabemos que as concentrações de CH3NH2 (a base) e CH3NH3Br (o ácido) são ambas 0,125 mol / L. Então:
pH = 10,63 + log(0,1250,125) = 10,63 + log(1) = 10,63 + 0 = 10,63

Passo 6

Agora que temos o pH, podemos encontrar a concentração de íons hidrônio usando a relação:
pH = -log[H3O^+]
Rearranjando para encontrar [H3O^+]:
[H3O^+] = 10^-pH = 10^-10,63 approx 2,34 times 10^-11 mol/L

Resposta

A concentração de íons hidrônio na solução é aproximadamente 2,34 times 10^-11 mol/L.

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