Considere uma solução de ácido a cético (CH3 COOH) 0,1 M. Sabendo que Ka= 1,8 times 10^-5 :
  • Calcule a concentração de íons H^+na solução.
  • Determine o pH da solução e compare com o pH de uma solução 0,1 M de HCl .

Passo 1

Beleza! Vamos resolver esse exercício juntos. A gente tem uma solução de ácido acético (CH₃COOH) com concentração de 0,1 M e a constante de dissociação ácida (Ka) igual a 1,8 × 10⁻⁵. Precisamos calcular:
  1. A concentração de íons H⁺ na solução.
  2. O pH dessa solução e comparar com o pH de uma solução 0,1 M de HCl.
O conteúdo principal aqui é química de ácidos e bases, e vamos precisar usar as fórmulas de equilíbrio químico e definição de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a concentração de íons H⁺ na solução de ácido acético. O ácido acético é um ácido fraco, o que significa que ele não se dissocia completamente na água.
A reação de ionização do ácido acético é:
CH3COOH <=ftharpoons CH3COO^- + H^+
A constante de dissociação ácida (Ka) é dada por:
Ka = [CH3COO^-][H^+][CH3COOH]
Sabemos que Ka = 1,8 × 10⁻⁵ e a concentração inicial de ácido acético é 0,1 M.

Passo 3

Vamos chamar a quantidade de ácido que se dissocia de [CH3COO^-] = x . Assim:
[H^+] = x
[CH3COOH] = 0,1 - x
1,8 times 10^-5 = x cdot x0,1 - x
Substituindo esses valores na expressão de Ka:
1,8 times 10^-5 = x^20,1
Assumimos que é muito pequeno comparado com 0,1, então . Isso simplifica a equação para:

Passo 4

Resolvendo para x^2 = 1,8 times 10^-5 times 0,1 = 1,8 times 10^-6 :
x = raiz1,8 times 10^-6 approx 1,34 times 10^-3 , M
Agora, tiramos a raiz quadrada de ambos os lados para encontrar :
Então, a concentração de íons H⁺ na solução é aproximadamente .

Passo 5

Agora, vamos calcular o pH da solução de ácido acético usando a fórmula:
pH = -log[H^+]
Substituindo pH = -log(1,34 times 10^-3) approx 2,87 :

Passo 6

Para comparar com a solução de HCl, que é um ácido forte e se dissocia completamente, a concentração de H⁺ será igual à concentração do HCl. Então, para HCl 0,1 M:
[H^+] = 0,1 , M
pH = -log(0,1) = 1

Resposta

A concentração de íons H⁺ na solução de ácido acético é aproximadamente . O pH dessa solução é cerca de 2,87, que é maior (menos ácido) comparado ao pH de uma solução 0,1 M de HCl, que tem pH igual a 1.

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