- Determine o pH de uma solução de ácido fórmico
, com um hidrogênio ionizável, na concentração de
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse problema de encontrar o pH de uma solução de ácido fórmico. A gente vai trabalhar com conceitos de equilíbrio químico e ácidos fracos. Precisamos saber a concentração do ácido, que é
, e a constante de ionização (
), que é
. Vamos precisar usar a fórmula da constante de dissociação ácida para calcular o pH.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação de ionização do ácido fórmico (
) na água:
Isso mostra que o ácido fórmico se dissocia em íons de hidrogênio (
) e íons formiato (
).
Passo 3
Vamos definir as concentrações iniciais e as mudanças que ocorrem durante a ionização. Inicialmente, temos:
Durante a ionização, vamos supor que
moles por litro de
se transformam em íons:
-
vai diminuir para -
vai aumentar para -
vai aumentar para
Passo 4
A constante de ionização ácida (
) é dada por:
Substituindo as concentrações que definimos:
Passo 5
Como o ácido é fraco e a concentração inicial é baixa, podemos fazer a aproximação de que
é muito menor que
. Assim, simplificamos a equação para:
Multiplicando ambos os lados por
:
Agora, tiramos a raiz quadrada para encontrar
:
Passo 6
O pH é calculado usando a fórmula:
Substituindo o valor de
que encontramos:
Resposta
O pH da solução de ácido fórmico é aproximadamente 3,87.