Determine as concentrações de todas as espécies presentes em uma solução de fluoreto de potássio (KF) 0,3 mol L
e determine o pH da solução. (ácido fluorídrico
) [Resposta;
]
Passo 1
Vamos resolver um problema de química envolvendo a determinação das concentrações das espécies em uma solução de fluoreto de potássio (KF) 0,3 mol L⁻¹ e calcular o pH dessa solução. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio ácido-base e a constante de dissociação ácida (
) do ácido fluorídrico (HF).
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a dissociação do KF na água:
Como o KF é um sal forte, ele se dissocia completamente. Portanto, a concentração de
e
será igual à concentração inicial de KF, ou seja, 0,3 mol L⁻¹.
Passo 3
Agora, vamos focar no íon fluoreto (
). Esse íon pode atuar como uma base, reagindo com a água para formar HF e íons hidroxila (
):
Vamos chamar a concentração de
formada de
.
Passo 4
Precisamos calcular a constante de basicidade (
) para o íon fluoreto. Sabemos que:
Onde
é a constante de ionização da água (
) e
é a constante de dissociação ácida do HF (
). Então,
Passo 5
Agora, vamos montar a expressão para
usando as concentrações em equilíbrio:
Substituindo os valores conhecidos:
Assumimos que
é muito pequeno comparado a 0,3, então simplificamos para:
Passo 6
Resolvendo para
:
Essa é a concentração de íons
na solução.
Passo 7
Agora, vamos calcular o
da solução:
Passo 8
Finalmente, o
da solução é calculado usando a relação entre
e
: