Considere uma solução aquosa de
de concentração
e calcule a concentração dos íons
e
, calcule também o pH desta solução. Use
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma solução aquosa de amônia (
) com concentração de
. Nosso objetivo é calcular as concentrações dos íons hidroxila (
) e hidrogênio (
), além do pH dessa solução. Para isso, vamos usar a constante de basicidade
. Vamos precisar entender como uma base fraca como a amônia se comporta em água e como isso afeta as concentrações dos íons na solução.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que acontece quando a amônia se dissolve em água. A amônia é uma base fraca, então ela não se dissocia completamente. A reação que ocorre é:
Aqui, a amônia (
) reage com a água (
) para formar íons amônio (
) e íons hidroxila (
).
Passo 3
Agora, vamos montar uma tabela de concentrações para facilitar o cálculo:
Espécie | Inicial (mol/L) | Mudança (mol/L) | Equilíbrio (mol/L) |
---|---|---|---|
|
0,1 |
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
Aqui,
representa a quantidade de
que reage.
Passo 4
Sabemos que a constante de basicidade (
) é definida pela expressão:
Substituindo os valores do equilíbrio na expressão, temos:
Assumindo que
é bem menor que
, podemos simplificar para:
Passo 5
Resolvendo para
:
Então, a concentração de
é aproximadamente
.
Passo 6
Agora, vamos encontrar a concentração de
. Sabemos que:
Onde
.
Substituindo os valores:
Passo 7
Por fim, vamos calcular o pH da solução. A fórmula do pH é:
Substituindo a concentração de
:
Resposta
A concentração de íons
é aproximadamente
, a concentração de íons
é aproximadamente
, e o pH da solução é
.