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
.