Demonstre, usando balanço de massa e de cargas e constantes de equilíbrio, as expressões abaixo, justificando as aproximações. Calcule o pH das soluções:
Para CH3 COONH4 0,1 M.
a) [H^+]=[OH^-]-[CH3 COOH]+[NH3]

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para a gente demonstrar uma expressão usando balanço de massa e de cargas, além das constantes de equilíbrio, e depois calcular o pH de uma solução de CH3 COONH4 0,1 M. Vamos precisar entender de equilíbrio químico, balanço de carga e massa, e um pouco de cálculo de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é CH3 COONH4. Esse composto é o sal de amônio do ácido acético, ou seja, é uma combinação de CH3COO^- (acetato) e NH4^+ (amônio). Em solução aquosa, ele se dissocia completamente:
CH3COONH4 CH3COO^- + NH4^+
Então, em uma solução 0,1 M, teremos 0,1 M de CH3COO^- e 0,1 M de NH4^+.

Passo 3

Agora, vamos aplicar o balanço de carga na solução. A soma das cargas positivas deve igualar a soma das cargas negativas. As espécies presentes na solução são:
  • NH4^+: carga +1
  • CH3COO^-: carga -1
  • H^+: carga +1
  • OH^-: carga -1
Então, o balanço de carga fica:
[NH4^+] + [H^+] = [CH3COO^-] + [OH^-]
Substituindo os valores conhecidos:
0,1 + [H^+] = 0,1 + [OH^-]
Simplificando, temos:
[H^+] = [OH^-]

Passo 4

Agora, vamos considerar a ionização da água, que é representada pela constante de autoionização da água ( Kw):
Kw = [H^+][OH^-] = 1,0 times 10^-14 , M^2
Como [H^+] = [OH^-], podemos dizer que:
[H^+]^2 = Kw
Portanto:
[H^+] = raizKw = raiz1,0 times 10^-14 = 1,0 times 10^-7 , M

Passo 5

Agora que temos o valor de [H^+], podemos calcular o pH usando a fórmula:
pH = -log[H^+]
Substituindo:
pH = -log(1,0 times 10^-7) = 7

Resposta

O pH da solução de CH3 COONH4 0,1 M é 7.

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