Determine o pH e as concentrações de
numa solução de trimetilamina 0,060 M. (R.
)
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão pede. A gente precisa encontrar o pH e as concentrações de
numa solução de trimetilamina com concentração de 0,060 M. A matéria que vamos usar aqui é o equilíbrio químico de bases e ácidos conjugados, especificamente usando a constante de dissociação da base (
). Vamos precisar lembrar como relacionar
com o pH e como calcular as concentrações dos íons na solução.
Passo 2
Primeiro, vamos entender que a trimetilamina
é uma base fraca. Quando ela está em água, ela aceita um próton (H
), formando o íon trimetilamônio
:
Passo 3
Vamos chamar a concentração inicial de trimetilamina de
. No equilíbrio, uma quantidade
de
vai reagir para formar
de
e
de
. Assim, as concentrações no equilíbrio serão:
Passo 4
A constante de dissociação da base (
) para a trimetilamina é necessária. Supondo que
(valor típico), usamos a expressão de
:
Como
é pequeno,
é bem menor que 0,060, então podemos simplificar para
.
Passo 5
Resolvendo para
:
Isso significa que
e
.
Passo 6
Para encontrar o pH, primeiro calculamos o pOH:
Sabemos que:
Resposta
O pH da solução é aproximadamente 11,25, e a concentração de
é cerca de 1,78 × 10
M.