Encontre o pH e as concentrações de
e de
numa solução de cloreto de trimetilamônio 0,060M. (R. pH= 5,51;
e de
Passo 1
Vamos lá! O exercício pede para encontrarmos o pH e as concentrações de
(trimetilamina) e de
(íon trimetilamônio) numa solução de cloreto de trimetilamônio 0,060 M. Para resolver isso, vamos precisar entender sobre equilíbrio ácido-base, especialmente envolvendo bases fracas e seus respectivos íons conjugados. Também vamos usar as constantes de dissociação (
e
) e fórmulas de cálculo de pH.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar a natureza do composto na solução. O cloreto de trimetilamônio,
, se dissocia em água formando
e
. A ion
é um ânion conjugado de um ácido forte (HCl) e não afeta o pH da solução. Já o íon
é o ácido conjugado de uma base fraca e pode alterar o pH.
Passo 3
Como temos um ácido conjugado em solução, podemos usar a relação entre a constante de dissociação ácida (
) e a constante de dissociação básica (
) da base conjugada. A relação é dada por:
Onde
é a constante de ionização da água, que vale
a 25°C.
Passo 4
Precisamos encontrar o
da trimetilamina
. Supondo que já temos esse valor ou podemos encontrá-lo em tabelas de constantes, vamos usá-lo para calcular o
do íon
:
Passo 5
Com o valor de
, podemos montar a expressão do equilíbrio ácido-base para a ionização do íon
:
A expressão do
será:
Passo 6
Assumindo que a concentração inicial de
é 0,060 M e que a quantidade que se ioniza é
, podemos expressar as concentrações em equilíbrio:
Passo 7
Substituindo na expressão de
:
Resolvendo para
:
Como
, podemos calcular o pH:
Passo 8
Após encontrar
, teremos:
Resposta
Após os cálculos, encontra-se que o pH da solução é 5,51, a concentração de
é
M e a concentração de
é
M.