Determine o pH e a concentração de todas as espécies em uma solução (resolva por balanços + Keq + aproximações): Anilina
;
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular o pH e a concentração de todas as espécies em uma solução de anilina com concentração de
mol/L. Isso envolve química de ácido-base, especificamente trabalhando com bases fracas. Vamos precisar usar balanços de massa, a constante de equilíbrio (
) e algumas aproximações para simplificar os cálculos.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é a anilina. A anilina (
) é uma base fraca que pode aceitar um próton (
) da água, formando o íon anilínio (
) e o íon hidróxido (
). A reação de equilíbrio é:
Passo 3
Precisamos achar a constante de base (
) da anilina para usar na nossa equação de equilíbrio. Supondo que o valor de
para a anilina seja
(esse valor pode variar dependendo da fonte, mas vamos usar esse para nosso cálculo).
Passo 4
Agora, vamos estabelecer as concentrações iniciais e as mudanças que ocorrem durante a reação. Inicialmente, temos:
-
mol/L -
mol/L -
mol/L
Durante a reação, uma quantidade
de anilina reage, então:
Passo 5
Substituímos esses valores na expressão da constante de base:
Como
é muito pequeno, podemos assumir que
é muito menor que
, então
. Isso simplifica a equação para:
Passo 6
Resolvendo para
:
Aqui,
representa a concentração de
e de
.
Passo 7
Agora, vamos calcular o pOH da solução:
E, sabendo que
, podemos encontrar o pH:
Resposta
O pH da solução de anilina
mol/L é aproximadamente 7,82. As concentrações das espécies presentes na solução são:
- Anilina (
): mol/L - Íon anilínio (
): mol/L - Íon hidróxido (
): mol/L
Exercícios relacionados
Determine o pH e a concentração de todas as espécies em uma solução (resolva por balanços + Keq + aproximações):
;
Escreva a reação de dissociação de um ácido fraco. O que é Ka? Qual a relação do Ka com a força do ácido? Mostre, avaliando o numerador e o denominador do Ka sua resposta.
Qual o pH de uma solução aquosa de etanol (pKa 15,7 )
? E de uma solução
?
Qual a informação obtida para ácidos fracos monobásicos quando:
?
1 ?
?