Considere: 100 de ácido acético 0.000005 M+200 mL de ácido clorídrico 0,25 M+200 mL de solução de nitrato de bário 0,0001 M. Determine: a) Balanço de carga e massa, b) pH do sistema resultante. pK=4,75

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre misturar três soluções: ácido acético, ácido clorídrico e nitrato de bário. A gente precisa fazer duas coisas: primeiro, balancear as cargas e massas dessas substâncias na mistura (isso é química básica, tipo conservação de massa e carga); segundo, descobrir o pH dessa solução resultante, usando a pK que é 4,75. Pra isso, vamos precisar calcular as concentrações finais das espécies químicas e entender um pouco sobre ácidos e bases.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular o volume total da mistura. Temos 100 mL de ácido acético, 200 mL de ácido clorídrico e mais 200 mL de nitrato de bário. O volume total é:
100, mL + 200, mL + 200, mL = 500, mL

Passo 3

Agora, vamos achar as quantidades de cada molaridade. A molaridade (M) é a quantidade de mols por litro. Vamos calcular os mols de cada solução:
  • Ácido Acético:
0,000005, M times 0,1, L = 0,0000005, mols
  • Ácido Clorídrico:
0,25, M times 0,2, L = 0,05, mols
  • Nitrato de Bário:
0,0001, M times 0,2, L = 0,00002, mols

Passo 4

Vamos balancear as cargas e massas. O nitrato de bário ( 2 times mols de NO3^- + mols de Cl^- = 2 times mols de Ba^2+ + mols de H^+ ) se dissocia em 2 times 0,00002 + 0,05 = 2 times 0,00002 + mols de H^+ e 0,00004 + 0,05 = 0,00004 + mols de H^+ . O ácido clorídrico ( 0,05004 = 0,00004 + mols de H^+ ) se dissocia em e . O ácido acético ( ) é um ácido fraco que se dissocia parcialmente.
Primeiro, verificamos a quantidade de íons positivos e negativos:
  • Íons positivos: e
  • Íons negativos: e
Equilibrando as cargas:
Substituindo os valores:
Portanto, mol.

Passo 5

Agora, vamos calcular o pH. O pH é dado por:
pH = -log[H^+]
Primeiro, precisamos achar a concentração de [H^+] = 0,05, mols0,5, L = 0,1, M na solução final. Como o volume total é 500 mL (0,5 L), a concentração é:
pH = -log(0,1) = 1
Então:

Resposta

a) O balanço de carga está equilibrado com 0,05 mols de , 0,00004 mols de , 0,05 mols de e 0,00004 mols de . O balanço de massa também está mantido com as quantidades calculadas.
b) O pH do sistema resultante é 1.

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