Que espécies estão presentes em solução quando misturamos 100 mL de NH4 Cl 0,01 mol L^-1 com NH3 0,02 mol L^-1 ? Determine a concentração de cada uma das espécies.

Passo 1

Beleza! Vamos resolver esse exercício juntos. A gente tem um problema de química onde misturamos duas soluções: uma de cloreto de amônio ( NH4Cl) com concentração de 0,01,mol,L^-1 e volume de 100,mL, e outra de amônia ( NH3) com concentração de 0,02,mol,L^-1. O objetivo é descobrir quais espécies químicas estão presentes na solução resultante e determinar a concentração de cada uma delas.
Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre reações de equilíbrio ácido-base, já que o NH4^+ (íon amônio) e a NH3 (amônia) estão envolvidos em tal equilíbrio. Vamos seguir passo a passo para encontrar as concentrações finais.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de cada substância que temos nas soluções iniciais.
Para o NH4Cl:
Mols de NH4Cl = Concentração times Volume = 0,01,mol,L^-1 times 0,100,L = 0,001,mol çã
Como NH4Cl se dissocia completamente em água:
NH4Cl NH4^+ + Cl^-
Então, temos 0,001,mol de NH4^+ e 0,001,mol de Cl^-.
Para a NH3:
Mols de NH3 = 0,02,mol,L^-1 times Volume desconhecido
Aqui, percebo que o volume da solução de NH3 não foi especificado no enunciado. Vamos supor que também seja 100,mL para prosseguir.
Então:
Mols de NH3 = 0,02,mol,L^-1 times 0,100,L = 0,002,mol

Passo 3

Agora, ao misturar as duas soluções, o volume total será a soma dos volumes individuais:
Vtotal = 100,mL + 100,mL = 200,mL = 0,200,L
As quantidades totais de cada espécie na solução misturada são:
  • NH4^+: 0,001,mol
  • NH3: 0,002,mol
  • Cl^-: 0,001,mol

Passo 4

Agora, vamos determinar as concentrações após a mistura.
Para cada espécie:
Concentração = MolsVolume total (L) çã
Então:
  • Concentração de NH4^+:
0,001,mol0,200,L = 0,005,mol,L^-1
  • Concentração de NH3:
0,002,mol0,200,L = 0,010,mol,L^-1
  • Concentração de Cl^-:
0,001,mol0,200,L = 0,005,mol,L^-1

Passo 5

Agora, vamos identificar quais espécies estão presentes na solução final. Temos:
  • Íons NH4^+
  • Moléculas de NH3
  • Íons Cl^-
Além disso, em solução aquosa, a água ( H2O) também está presente, mas não será contabilizada nas concentrações das espécies.

Resposta

Após misturar 100,mL de NH4Cl 0,01,mol,L^-1 com 100,mL de NH3 0,02,mol,L^-1, na solução resultante estão presentes as seguintes espécies e suas concentrações:
  • NH4^+: 0,005,mol,L^-1
  • NH3: 0,010,mol,L^-1
  • Cl^-: 0,005,mol,L^-1

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