Estime o pH das misturas a seguir em água a 25^circ C usando as concentrações originais fornecidas para cada componente.
(a) 1,0 times 10^-3 M de ácido acético e 2,5 times 10^-4 M de acetato.
(b) 4,6 times 10^-4 M ácido benzoico e 5,0 times 10^-4 M de benzoato.
© 6,9 times 10^-5 M de amônia e 1,5 times 10^-4 M de amônio.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de estimar o pH de misturas em água a 25°C. A gente vai trabalhar com soluções tampão, que são misturas de um ácido fraco e sua base conjugada, ou vice-versa. Para calcular o pH, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch, que é super útil para essas situações. A fórmula é:
pH = pKa + log([base conjugada][ácido']) á
Vamos precisar saber o valor do pKa de cada ácido envolvido e as concentrações das espécies ácido e base conjugada.

Parte (a): 1,0 times 10^-3 M de ácido acético e 2,5 times 10^-4 M de acetato.

Passo 2

Primeiro, identificamos que temos ácido acético (ácido) e acetato (base conjugada). Precisamos do pKa do ácido acético para usar na equação de Henderson-Hasselbalch. O pKa do ácido acético é aproximadamente 4,76.

Passo 3

Agora, aplicamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
pH = 4,76 + log(2,5 times 10^-41,0 times 10^-3)

Passo 4

Calculamos a razão das concentrações:
2,5 times 10^-41,0 times 10^-3 = 0,25
Então, temos:
pH = 4,76 + log(0,25)
Sabemos que log(0,25) = log(14) = -0,602

Passo 5

Substituímos na equação:
pH = 4,76 - 0,602 = 4,158

Parte (b): 4,6 times 10^-4 M ácido benzoico e 5,0 times 10^-4 M de benzoato.

Passo 6

Aqui, temos ácido benzoico (ácido) e benzoato (base conjugada). O pKa do ácido benzoico é aproximadamente 4,20.

Passo 7

Usamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
pH = 4,20 + log(5,0 times 10^-44,6 times 10^-4)

Passo 8

Calculamos a razão das concentrações:
5,0 times 10^-44,6 times 10^-4 approx 1,087
Então, temos:
pH = 4,20 + log(1,087)
Sabemos que log(1,087) approx 0,036

Passo 9

Substituímos na equação:
pH = 4,20 + 0,036 = 4,236

Parte ©: 6,9 times 10^-5 M de amônia e 1,5 times 10^-4 M de amônio.

Passo 10

Neste caso, temos amônia (base) e amônio (ácido conjugado). Para usar a equação de Henderson-Hasselbalch em uma base, adaptamos a fórmula:
pH = pKa + log([base][ácido conjugado]) á
O pKa do amônio é aproximadamente 9,25.

Passo 11

Aplicamos a equação:
pH = 9,25 + log(6,9 times 10^-51,5 times 10^-4)

Passo 12

Calculamos a razão das concentrações:
6,9 times 10^-51,5 times 10^-4 approx 0,46
Então, temos:
pH = 9,25 + log(0,46)
Sabemos que log(0,46) approx -0,337

Passo 13

Substituímos na equação:
pH = 9,25 - 0,337 = 8,913

Resposta

(a) pH ≈ 4,16
(b) pH ≈ 4,24
© pH ≈ 8,91

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