-a) Deduza a equação de Henderson-Hasselbalch b) Qual o pH de uma solução contendo 3,8 times 10^-3 mol L^-1 de ácido sulfídrico (H2 S) ?(Dados Ka=1,1 times 10^-7 mol L^-1 )

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício que tem duas partes. A primeira parte pede pra deduzirmos a equação de Henderson-Hasselbalch, que é super útil na química para relacionar o pH de uma solução com as concentrações de um ácido e sua base conjugada. A segunda parte quer saber o pH de uma solução contendo ácido sulfídrico (H2S) com uma certa concentração e constante de ionização Ka. Para isso, vamos precisar usar a teoria dos ácidos e bases, incluindo as equações de equilíbrio químico e a fórmula do pH.

Passo 2

Primeiro, vamos deduzir a equação de Henderson-Hasselbalch. Essa equação relaciona o pH de uma solução tampão com o pKa do ácido e a razão das concentrações das formas base e ácido conjugadas.
Sabemos que:
Ka = [H^+][A^-][HA]
Onde:
  • [H^+] é a concentração de íons hidrogênio,
  • [A^-] é a concentração da base conjugada,
  • [HA] é a concentração do ácido.
Tomando o logaritmo negativo de ambos os lados:
-log(Ka) = -log([H^+][A^-][HA])
Lembrando que pH = -log[H^+] e pKa = -log(Ka), podemos rearranjar a equação para:
pH = pKa + log([A^-][HA])
Essa é a famosa equação de Henderson-Hasselbalch!

Passo 3

Agora, vamos para a segunda parte do exercício: calcular o pH de uma solução de ácido sulfídrico (H2S) com concentração 3,8 times 10^-3 mol L^-1 e Ka = 1,1 times 10^-7 mol L^-1.
Primeiro, precisamos reconhecer que H2S é um ácido diprótico, mas para simplificação vamos considerar apenas a primeira ionização:
H2S rightarrow H^+ + HS^-
A constante de ionização é dada por:
Ka = [H^+][HS^-][H2S]
Assumindo que a quantidade de H2S que ioniza é pequena comparada à concentração inicial, podemos dizer que [H2S] approx 3,8 times 10^-3 mol L^-1.
Então, temos:
1,1 times 10^-7 = [H^+]^23,8 times 10^-3
Resolvendo para [H^+]:
[H^+]^2 = 1,1 times 10^-7 times 3,8 times 10^-3 = 4,18 times 10^-10
[H^+] = raiz4,18 times 10^-10 approx 2,05 times 10^-5 mol L^-1

Resposta

O pH da solução de ácido sulfídrico (H2S) é aproximadamente 4,69.

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