Demonstre, usando balanço de massa e de cargas e constantes de equilíbrio, as expressões abaixo, justificando as aproximações. Calcule o pH das soluções:
Para
.
b)
Ácido acético:
; base amônia:
, água:
Para
b)
Ácido acético:
Passo 1
Vamos resolver o problema de calcular o pH de uma solução de 0,1 M de acetato de amônio (
). Para isso, vamos utilizar conceitos de equilíbrio ácido-base, balanço de massa e balanço de cargas. Precisaremos das constantes de dissociação ácida (
) do ácido acético, da constante de dissociação básica (
) da amônia e da constante de ionização da água (
). Nosso objetivo é encontrar a concentração de íons hidrogênio (
) e, consequentemente, o pH da solução.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que acontece quando o acetato de amônio se dissolve na água. Ele se dissocia em íons acetato (
) e íons amônio (
):
Aqui, os íons acetato podem agir como uma base, captando prótons, enquanto os íons amônio podem agir como um ácido, doando prótons.
Passo 3
Vamos estabelecer o balanço de massas e de cargas para a solução. Suponha que a concentração de
seja representada por
.
Para os íons amônio (
):
A constante de dissociação ácida é:
Para os íons acetato (
):
A constante de dissociação básica é:
Sabemos que a constante de ionização da água está relacionada por:
Assumindo que as variações nas concentrações devido à autoionização da água são pequenas, podemos aproximar as concentrações de
e
como iguais à concentração inicial, ou seja, 0,1 M.
Passo 4
Com essas aproximações, podemos expressar as concentrações de
e
em termos de
:
Substituindo nas expressões das constantes de equilíbrio:
Para
:
Para
:
Resolvendo para
a partir de
:
Como não há mais relações diretas, podemos combinar as expressões para encontrar uma relação envolvendo
:
Simplificando:
Portanto, podemos expressar
em termos das constantes:
Passo 5
Agora, substituímos os valores numéricos fornecidos:
Substituindo na expressão para
:
Resposta
O pH da solução é:
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Demonstre, usando balanço de massa e de cargas e constantes de equilíbrio, as expressões abaixo, justificando as aproximações. Calcule o pH das soluções:
Para .
a)
Para
a)
Assinale se as alternativas a seguir são verdadeiras (
) ou falsas (
). Caso a afirmativa seja falsa, escreva sua versão correta no espaço reservado abaixo.
( ) No eixo y a aceleração vale zero.
( ) No eixo y a aceleração vale zero.
Demonstre, usando balanço de massa e de cargas e constantes de equilíbrio, as expressões abaixo, justificando as aproximações. Calcule o pH das soluções:
Para
b)
(raiz quadrada) Sendo
Uma lâmpada de 100 W está ligada numa tomada normal de 120 V (médios quadráticos). Achar (a)
, (b)
e © a potência máxima.