Considere uma solução aquosa de NH3 de concentração 0,1 mol / L e calcule a concentração dos íons OH^-e H^+, calcule também o pH desta solução. Use kb=1,8 times 10^-5.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma solução aquosa de amônia ( NH3) com concentração de 0,1 , mol/L. Nosso objetivo é calcular as concentrações dos íons hidroxila ( OH^-) e hidrogênio ( H^+), além do pH dessa solução. Para isso, vamos usar a constante de basicidade kb = 1,8 times 10^-5. 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:
NH3 + H2O rightharpoons NH4^+ + OH^-
Aqui, a amônia ( NH3) reage com a água ( H2O) para formar íons amônio ( NH4^+) e íons hidroxila ( OH^-).

Passo 3

Agora, vamos montar uma tabela de concentrações para facilitar o cálculo:
Espécie Inicial (mol/L) Mudança (mol/L) Equilíbrio (mol/L)
NH3 0,1 -x 0,1 - x
NH4^+ 0 +x x
OH^- 0 +x x
Aqui, x representa a quantidade de NH3 que reage.

Passo 4

Sabemos que a constante de basicidade ( kb) é definida pela expressão:
kb = [NH4^+][OH^-][NH3]
Substituindo os valores do equilíbrio na expressão, temos:
1,8 times 10^-5 = (x)(x)0,1 - x
Assumindo que x é bem menor que 0,1, podemos simplificar para:
1,8 times 10^-5 approx x^20,1

Passo 5

Resolvendo para x:
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 , mol/L
Então, a concentração de OH^- é aproximadamente 1,34 times 10^-3 , mol/L.

Passo 6

Agora, vamos encontrar a concentração de H^+. Sabemos que:
[H^+] = kw[OH^-]
Onde kw = 1,0 times 10^-14 , mol^2/L^2.
Substituindo os valores:
[H^+] = 1,0 times 10^-141,34 times 10^-3 approx 7,46 times 10^-12 , mol/L

Passo 7

Por fim, vamos calcular o pH da solução. A fórmula do pH é:
pH = -log10 [H^+]
Substituindo a concentração de H^+:
pH = -log10 (7,46 times 10^-12) approx 11,13

Resposta

A concentração de íons OH^- é aproximadamente 1,34 times 10^-3 , mol/L, a concentração de íons H^+ é aproximadamente 7,46 times 10^-12 , mol/L, e o pH da solução é 11,13.

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