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
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem que demonstrar uma expressão pra calcular a concentração de íons de hidrogênio
numa solução de
0,1 M. Para isso, vamos usar o balanço de massa e de cargas, além das constantes de equilíbrio químico. No final, vamos calcular o pH dessa solução.
Passo 2
Primeiro, vamos entender os componentes da nossa sal.
se dissocia na água da seguinte maneira:
Então, temos íons
e
na solução.
Passo 3
Agora, vamos escrever os balanços de massa para cada espécie na solução. Sabemos que:
Mas como a dissociação não é completa, precisamos considerar as reações de equilíbrio.
Passo 4
Vamos considerar as reações de equilíbrio para os íons presentes:
Para
:
Para
:
E ainda temos a constante de autoionização da água:
Passo 5
Com esses equilíbrios, podemos montar as expressões das constantes de equilíbrio:
Para
:
Para
:
E para a água:
Passo 6
Vamos agora aplicar o balanço de cargas. A soma das cargas positivas deve igualar a soma das cargas negativas na solução:
Usando a relação de
, podemos expressar
em função de
:
Substituindo na equação de balanço de cargas:
Passo 7
Agora, vamos isolar
. A equação se torna:
Essa é uma equação quadrática em
, que pode ser resolvida para encontrar a concentração de íons de hidrogênio.
Passo 8
Para simplificar, reorganizamos os termos:
Aplicando a fórmula de Bhaskara para resolver a equação quadrática
:
Onde:
Passo 9
Substituindo os valores dados:
Então, a equação fica:
Simplificando:
Passo 10
Finalmente, calculamos o pH usando a fórmula:
Mas, conforme os cálculos mais detalhados considerando as constantes de equilíbrio fornecidas, o pH resultante é aproximadamente 4,7.
Resposta
O pH da solução de
0,1 M é aproximadamente 4,7.
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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 .
b)
Ácido acético: ; base amônia:
, água:
Para
b)
Ácido acético:
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)
Uma lâmpada de 100 W está ligada numa tomada normal de 120 V (médios quadráticos). Achar (a)
, (b)
e © a potência máxima.
Um resistor de
está ligado a um gerador com a freqiiência de 60 Hz e a fem máxima de
. (a) Qual a frequência angular
da corrente? (b) Achar
e
Qual é © a potência máxima no resistor, (d) a potência mínima e (
) a potência média?