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:
é
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 ( ):
é
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.

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