Determine o pH e o grau de dissociação de uma solução
de fenol.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado pede para determinar o pH e o grau de dissociação de uma solução de 0,15 mol/L de fenol, sabendo que a constante de dissociação ácida (Ka) é
. Vamos usar conceitos de química de ácidos fracos e equilíbrio químico para chegar às respostas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o fenol (
) é um ácido fraco, o que significa que ele não se dissocia completamente em solução aquosa. A dissociação do fenol pode ser representada pela seguinte equação:
Aqui,
é o fenol,
é o íon fenóxido e
é o próton.
Passo 3
A constante de dissociação ácida (
) é dada por:
Sabendo que
, vamos definir o grau de dissociação como
, que representa a fração do fenol que se dissocia.
Passo 4
Assumindo que a quantidade dissociada é pequena, podemos dizer que:
Onde
é a concentração inicial do fenol.
Passo 5
Substituindo esses valores na expressão da constante de dissociação:
Agora, isolamos
:
Passo 6
Vamos calcular o grau de dissociação (
):
Isso significa que aproximadamente
do fenol se dissocia na solução.
Passo 7
Agora, para encontrar o pH, lembramos que:
E o pH é dado por:
Passo 8
Calculando o pH:
Resposta
O pH da solução é aproximadamente 5,41 e o grau de dissociação do fenol nessa solução é
.