Considere a mistura de 20 mL de uma solução de CH3-COOH a 0,1 M com 20 mL de uma solução de CH3-COONa a 0,1 M. Determine o pH dessa mistura nas seguintes condições;
Dados: КК (снз-соон) =1,8.10^-5
a) Após adição de 25 mL de água destilada

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício nos pede para determinar o pH de uma mistura resultante da combinação de ácido acético ( CH3COOH) e acetato de sódio ( CH3COONa) após a adição de água destilada. Estamos trabalhando com reações de ácido fraco e sua base conjugada, então vamos precisar usar conceitos de solução tampão e a equação de Henderson-Hasselbalch. Além disso, vamos precisar calcular as concentrações após a diluição.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de ácido acético e de acetato de sódio que temos inicialmente. Lembrando que a quantidade de mols ( n) é dada por n = M times V, onde M é a molaridade e V o volume em litros.
Para o ácido acético:
nCH3COOH = 0,1,M times 0,020,L = 0,002,mol
Para o acetato de sódio:
nCH3COONa = 0,1,M times 0,020,L = 0,002,mol

Passo 3

Agora, vamos somar o volume inicial das soluções e a água adicionada para encontrar o volume total da mistura.
Volume total inicial = 20 mL + 20 mL = 40 mL
Após adicionar 25 mL de água destilada:
Vtotal = 40,mL + 25,mL = 65,mL = 0,065,L

Passo 4

Com o volume total, podemos encontrar as novas concentrações das espécies na solução. Como não houve reação adicional além da diluição, as quantidades de mols permanecem as mesmas, apenas o volume mudou.
Concentração de CH3COOH:
[CH3COOH] = 0,002,mol0,065,L approx 0,0308,M
Concentração de CH3COONa:
[CH3COONa] = 0,002,mol0,065,L approx 0,0308,M

Passo 5

Agora, vamos aplicar a equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar o pH da solução tampão. A equação é:
pH = pKa + log([Base Conjugada][Ácido] ) Á
Primeiro, precisamos calcular o pKa usando o valor de Ka dado:
pKa = -log(Ka) = -log(1,8 times 10^-5) approx 4,74

Passo 6

Substituindo os valores na equação de Henderson-Hasselbalch:
pH = 4,74 + log(0,03080,0308)
Como as concentrações de base conjugada e ácido são iguais, o logaritmo será zero:
pH = 4,74 + 0 = 4,74

Resposta

O pH da mistura após a adição de 25 mL de água destilada é 4,74.

Exercícios relacionados