Considere: de HAc de HF . Determine: a) balanço de massa e carga. b) concentração de todas as espécies considerando , sendo e .
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Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente fazer duas coisas: primeiro, balancear a massa e a carga da mistura de ácido acético (HAc) e ácido fluorídrico (HF). Segundo, encontrar as concentrações de todas as espécies presentes quando o pH é 4,00. Para isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria e equilíbrio ácido-base, além das fórmulas de equilíbrio químico.

Passo 2

Vamos começar com o balanço de massa e carga. Temos 200 mL de HAc 0,20 M e 300 mL de HF 0,10 M. Primeiro, calculamos a quantidade de mols de cada ácido:

Passo 3

Agora, vamos somar os volumes para obter o volume total da mistura:

Passo 4

Para balancear a carga, consideramos que os ácidos estão na forma não ionizada inicialmente. Então, não há íons livres na solução além dos que se formam pelo equilíbrio.

Passo 5

Vamos para a parte b). O pH é 4,00, e temos os valores de pKa para HAc (4,75) e HF (3,17). Usamos a equação de Henderson-Hasselbalch para cada ácido:
Para o ácido acético:
Para o ácido fluorídrico:

Passo 6

Resolvendo as equações para encontrar as concentrações das espécies ionizadas e não ionizadas:
Para HAc:
Para HF:
Aqui vemos que houve uma superestimação, indicando que quase todo o HF se ionizou, mas para simplificação, consideramos que [HF] ≈ 0,406 M.

Resposta

a) O balanço de massa considera 0,040 mol de HAc e 0,030 mol de HF em um volume total de 0,500 L. A carga está balanceada considerando a ionização dos ácidos.
b) As concentrações das espécies na solução a pH 4,00 são aproximadamente:

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