Qual a concentração de NH3 necessária para ter uma solução de pH 12 ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A pergunta é: Qual a concentração de NH3 necessária para ter uma solução de pH 12? Vamos usar conhecimentos de química de soluções aquosas, especificamente sobre bases fracas e equilíbrio químico. Precisaremos entender como o pH se relaciona com a concentração de íons hidroxila ( OH^-) e como isso conecta com a base NH3.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o pH e o pOH estão relacionados pela equação:
pH + pOH = 14
Como o pH da solução é 12, podemos encontrar o pOH:
pOH = 14 - pH = 14 - 12 = 2

Passo 3

Agora, vamos calcular a concentração de íons hidroxila ( OH^-) a partir do pOH:
[OH^-] = 10^-pOH = 10^-2 = 0,01, M

Passo 4

Sabemos que o NH3 é uma base fraca e reage com a água da seguinte forma:
NH3 + H2O rightarrow NH4^+ + OH^-
A constante de dissociação básica ( Kb) para o NH3 é aproximadamente 1,8 times 10^-5. A expressão do Kb é:
Kb = [NH4^+][OH^-][NH3]

Passo 5

Assumindo que a quantidade de NH4^+ formada é igual à concentração de OH^- produzida, temos:
[NH4^+] = [OH^-] = 0,01, M
Substituindo na expressão do Kb:
1,8 times 10^-5 = (0,01)(0,01)[NH3]

Passo 6

Agora, vamos resolver para [NH3]:
[NH3] = (0,01)(0,01)1,8 times 10^-5 = 0,00011,8 times 10^-5 approx 0,0556, M

Resposta

A concentração necessária de NH3 para obter uma solução de pH 12 é aproximadamente 0,056, M.

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