Considere a mistura de 20 mL de uma solução de
a
com 20 mL de uma solução de
a
. Determinar o pH dessa mistura nas seguintes condições: Após adição de 5 mL de uma solução de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema pede para determinar o pH de uma mistura feita com ácido acético (
) e acetato de sódio (
), e depois adicionar uma certa quantidade de HCl. Esse tipo de situação envolve conceitos de química ácido-base, especificamente soluções tampão. Vamos precisar calcular as quantidades de cada espécie química envolvida e aplicar a equação de Henderson-Hasselbalch para encontrar o pH final.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de
e
na mistura inicial.
- Volume de
: 20 mL = 0,020 L - Concentração de
: 0,1 M
Mols de
:
- Volume de
: 20 mL = 0,020 L - Concentração de
: 0,1 M
Mols de
:
Passo 3
Agora, vamos adicionar 5 mL de HCl a 0,1 M à mistura.
- Volume de HCl: 5 mL = 0,005 L
- Concentração de HCl: 0,1 M
Mols de HCl adicionados:
Passo 4
O HCl é um ácido forte e vai reagir com o acetato de sódio (
), que é uma base conjugada. A reação é:
Então, vamos subtrair os mols de
que reagem e adicionar os mols de
formados.
Mols de
após a reação:
Mols de
após a reação:
Passo 5
Agora, temos uma solução tampão composta por
e
. Para encontrar o pH, usamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
Primeiro, precisamos calcular as concentrações após a mistura.
Volume total da solução:
Concentração de
:
Concentração de
:
O valor de
para o ácido acético é aproximadamente 4,76.
Aplicando na equação:
Resposta
O pH da mistura após a adição de HCl é aproximadamente 4,54.