Determine a concentração de todas as espécies de soluto presentes em uma solução de ácido nitroso ( ) 0,50 e calcule o pH dessa solução [Resposta; ]

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para determinar as concentrações de todas as espécies de soluto presentes numa solução de ácido nitroso ( ) com concentração de 0,50 e calcular o pH dessa solução. Para isso, vamos usar conceitos de química de ácidos fracos e equilíbrio químico.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é um ácido fraco. Diferente dos ácidos fortes que se dissociam completamente em água, os ácidos fracos se dissociam apenas parcialmente. No caso do ácido nitroso ( ), a reação de dissociação em água é:
Aqui, se transforma em íons hidrogênio ( ) e íons nitrito ( ).

Passo 3

Vamos montar uma tabela de concentrações para acompanhar as mudanças durante a reação:
Espécie Inicial ( ) Variação ( ) Equilíbrio ( )
0,50
0
0
Aqui, representa a quantidade de que se dissocia.

Passo 4

Sabemos que a constante de dissociação ácida ( ) do é . A expressão da é:
Substituindo as concentrações do equilíbrio na expressão:

Passo 5

Para resolver essa equação, assumimos que é muito menor que 0,50 , o que simplifica a expressão para:
Multiplicando ambos os lados por 0,50:

Passo 6

Agora, vamos encontrar o valor de tirando a raiz quadrada de ambos os lados:
Esse valor de representa a concentração de e na solução no equilíbrio.

Passo 7

Com conhecido, podemos calcular a concentração de restante:

Passo 8

Agora, vamos calcular o pH da solução. A definição de pH é:
Substituindo o valor de :

Resposta

A concentração das espécies de soluto na solução é aproximadamente , e . O pH da solução é .

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