Determine o pH de uma solução de
. Escreva todas as reações pertinentes.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício onde precisamos encontrar o pH de uma solução de
com uma concentração de
. Para isso, vamos usar conhecimentos de ácido e base, especificamente como lidar com sais que podem influenciar o pH da solução. Vamos precisar entender as reações que ocorrem quando o
se dissolve na água.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar os íons que compõem o
. Quando esse sal se dissolve na água, ele se dissocia completamente em íons:
Aqui, o íon
é o cátion amônio e o íon
é o ânion nitrato.
Passo 3
Agora, vamos analisar o comportamento desses íons na água. O íon
é a forma conjugada de um ácido fraco (NH₃), enquanto o íon
é a forma conjugada de um ácido forte (HNO₃).
Sabemos que íons conjugados de ácidos fortes não reagem significativamente com a água, ou seja, o
não vai afetar o pH da solução. Portanto, o
será o responsável por determinar se a solução será ácida ou básica.
Passo 4
O íon
pode doar um próton (H⁺) na água, agindo como um ácido. A reação que ocorre é:
Essa reação aumenta a concentração de íons hidroxônio (
), o que torna a solução ácida.
Passo 5
Para calcular o pH, precisamos da constante de ionização ácida (
) do
. Suponhamos que
para o
. Usaremos a expressão de
:
Assumindo que a concentração inicial de
é
e que a variação na concentração devido à ionização é pequena, podemos simplificar a equação.
Passo 6
Vamos chamar a concentração de
formada de
. Então:
Resolvendo para
:
Passo 7
Agora que temos a concentração de íons hidroxônio, podemos calcular o pH utilizando a fórmula:
Resposta
O pH da solução de
é aproximadamente
.