Considere: 200 mL de ácido acético
de
de água. Determine o balanço de carga, de massa e
do sistema resultante.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem uma mistura de ácido acético, ácido nítrico e água, e precisa descobrir o balanço de carga, o balanço de massa e o pH dessa solução final. Para fazer isso, vamos precisar entender conceitos como concentração molar, volume total da solução, balanço de cargas (que garante que as cargas positivas e negativas se igualem) e o cálculo do pH usando a constante de dissociação ácida (
).
Passo 2
Primeiro, vamos calcular o volume total da mistura. Você está combinando 200 mL de ácido acético, 200 mL de ácido nítrico e 100 mL de água:
Passo 3
Agora, vamos achar as novas concentrações dos ácidos após a diluição na mistura. A concentração final (
) pode ser calculada usando a fórmula:
Para o ácido acético:
Para o ácido nítrico:
Passo 4
Vamos considerar o balanço de carga. Na solução, os íons presentes são:
- Do ácido acético:
- Do ácido nítrico:
Como a água não contribui diretamente para as cargas, o balanço de carga fica:
Sabemos que
e vamos assumir que quase todo o
vem do ácido acético, pois o ácido nítrico está em concentração muito baixa.
Passo 5
Para encontrar o pH, usamos a equação do ácido fraco (ácido acético) e sua constante de dissociação (
):
Substituindo os valores:
No entanto, considerando que o ácido nítrico contribui com uma quantidade insignificante de
, o pH será levemente menor. Assim, refinando o cálculo:
Resposta
O balanço de carga, de massa e o pH da solução resultante são satisfatoriamente equilibrados, com o pH final da solução sendo aproximadamente 2,70.