Determine o pH da solução aquosa de NH3 0,2 mol L^-1.
Sabendo-se que o Kb é 1,8 times 10^-5 ( 6 pontos)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química! A gente precisa descobrir o pH de uma solução aquosa de amônia ( NH3) com concentração de 0,2 mol L^-1. Para isso, vamos usar o conceito de equilíbrio químico de bases fracas, especificamente a constante de basicidade ( Kb), que nesse caso é 1,8 times 10^-5. Vamos passo a passo para achar o pH dessa solução!

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o amônia ( NH3) é uma base fraca que reage com a água da seguinte forma:
NH3 + H2O rightarrow NH4^+ + OH^-
Aqui, o NH3 ganha um próton (H⁺) da água, formando NH4^+ e íons hidroxila ( OH^-). Como é uma base fraca, nem todo NH3 se transforma em NH4^+ e OH^-.

Passo 3

Vamos expressar a constante de basicidade ( Kb) para essa reação:
Kb = [NH4^+][OH^-][NH3]
Sabemos que Kb = 1,8 times 10^-5 e a concentração inicial de NH3 é 0,2 mol L^-1. Podemos supor que a variação na concentração de NH3 ao reagir é x, então:
[NH4^+] = x [OH^-] = x [NH3] = 0,2 - x approx 0,2 (porque $x$ é bem pequeno) é

Passo 4

Substituindo esses valores na expressão da Kb:
1,8 times 10^-5 = x times x0,2 1,8 times 10^-5 = x^20,2
Resolvendo para x:
x^2 = 1,8 times 10^-5 times 0,2 x^2 = 3,6 times 10^-6 x = raiz3,6 times 10^-6 x = 1,897 times 10^-3 mol L^-1
Aqui, x representa a concentração de íons OH^-.

Passo 5

Agora que temos a concentração de OH^-, podemos encontrar o pOH:
pOH = -log [OH^-] pOH = -log (1,897 times 10^-3) pOH approx 2,72
Sabemos que:
pH + pOH = 14 pH = 14 - pOH pH = 14 - 2,72 pH = 11,28

Resposta

O pH da solução aquosa de NH3 0,2 mol L^-1 é aproximadamente 11,28.

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