Considere uma solução saturada de
, onde R é um grupamento orgânico. Determine a solubilidade (
) de
em uma solução, cujo pH é mantido constante em 9,50.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Temos uma solução saturada de
e queremos descobrir a solubilidade dessa substância em uma solução com pH constante de 9,50. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico, constante de produto de solubilidade (
) e constante de acidez (
). Vamos precisar entender como essas constantes se relacionam e aplicar algumas equações químicas básicas.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa uma solução saturada. Uma solução saturada é aquela em que a quantidade de soluto dissolvido está no máximo possível sob as condições dadas. Qualquer adição de soluto extra não se dissolve e permanece como sólido.
Passo 3
Dado o equilíbrio da dissociação do
:
A constante de produto de solubilidade (
) é dada por:
Passo 4
Agora, vamos considerar o segundo equilíbrio:
A constante de acidez (
) para esse equilíbrio é:
Passo 5
Sabemos que o pH da solução é 9,50. O pH é relacionado à concentração de íons hidrogênio (
) pela fórmula:
Vamos calcular
:
Passo 6
Vamos chamar a solubilidade de
de
(em mol/L). Então:
Usando o
:
Então:
Passo 7
No equilíbrio de acidez, temos:
Sabemos que
e
.
Substituindo na equação:
Resolvendo para
:
Passo 8
Agora, considerando que parte de
se transforma em
, a solubilidade efetiva será a soma das concentrações de
e
:
Resposta
A solubilidade de
na solução com pH 9,50 é aproximadamente
.