Determine o pH de uma solução preparada a partir da dissolução de 0,00234 mol de um ácido, denominado HA, em 10,00mL de água. Sabe-se que o Kb (constante de basicidade) da base conjugada (A-) deste ácido é igual a 1,86x10-9. A adição do ácido não provoca alteração no volume da água.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente encontrar o pH de uma solução feita com 0,00234 mol de um ácido chamado HA dissolvido em 10,00 mL de água. A gente também sabe que a constante de basicidade (Kb) da base conjugada desse ácido, que é o A⁻, é 1,86 × 10⁻⁹. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre equilíbrios ácido-base e como relacionar as constantes Ka (constante de acidez) e Kb.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a concentração do ácido HA na solução. A concentração © é dada pela quantidade de mols dividido pelo volume da solução em litros.
Passo 3
Agora, precisamos encontrar a constante de acidez (Ka) do ácido HA. Sabemos que a relação entre Ka e Kb é dada por:
Onde
é a constante de ionização da água, que vale
a 25°C. Então, rearranjando a fórmula para encontrar Ka:
Passo 4
Vamos agora estabelecer a expressão de equilíbrio para a dissociação do ácido HA:
A constante de acidez
é definida por:
Assumindo que a quantidade de ácido que se dissocia é pequena, podemos dizer que:
Substituindo na expressão de
:
Resolvendo para
:
Passo 5
Finalmente, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
Resposta
O pH da solução é aproximadamente 2,95.
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