Estime o pH para as seguintes soluções aquosas:
a)
b)
c)
d)
e) Um tampão preparado pela adição de 0,50 mol de ácido acético e 0,450 mol de acetato de sódio em água suficiente para perfazer
de solução.
f) O pH da solução anterior depois que depois que
de NaOH é adicionado,
a)
b)
c)
d)
e) Um tampão preparado pela adição de 0,50 mol de ácido acético e 0,450 mol de acetato de sódio em água suficiente para perfazer
f) O pH da solução anterior depois que depois que
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa estimar o pH de várias soluções aquosas que você listou. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, como definição de pH, comportamento de ácidos e bases fortes e fracas, e cálculo de tampões. Vamos precisar lembrar das fórmulas de pH, constantes de dissociação (Ka e Kb) e entender como funcionam as reações de neutralização. Bora lá!
Passo 2
a)
Primeiro, a HCl é um ácido forte, o que significa que ela se dissocia completamente na água. Então, a concentração de íons
vai ser igual à concentração da HCl.
Passo a passo:
- Identificar que a HCl é um ácido forte: Ela se dissocia totalmente:
2. Concentração de: Igual à concentração da HCl:
- Calcular o pH:
Passo 3
b)
A NaOH é uma base forte, então ela também se dissocia completamente na água. Isso significa que a concentração de íons
será igual à concentração da NaOH.
Passo a passo:
- Identificar que a NaOH é uma base forte: Ela se dissocia totalmente:
2. Concentração de: Igual à concentração da NaOH:
- Calcular o pOH:
4. Relacionar pH e pOH:
Passo 4
c)
A amônia (
) é uma base fraca, o que significa que ela não se dissocia completamente. Vamos usar a constante de base (
) para determinar o pH.
Passo a passo:
- Escrever a equação de dissociação:
2. Configurar a expressão da:
- Montar a tabela de concentrações:
- Inicial:
, , - Mudança:
diminui em , e aumentam em - Equilíbrio:
, ,
- Inicial:
- Substituir na expressão da
:
(Assumindo queé pequeno comparado a 0,020)
5. Resolver para:
6. Concentração de:
7. Calcular o pOH:
- Calcular o pH:
Passo 5
d)
O NaCl é um sal neutro, formado por íons de um ácido forte (HCl) e uma base forte (NaOH). Portanto, ele não afeta o pH da solução.
Passo a passo:
- Analisar os íons do NaCl:
2. Verificar o comportamento dos íons:
-é de um cátion de base forte (NaOH) e não afeta o pH.
-é de um ânion de ácido forte (HCl) e também não afeta o pH.
3. Conclusão: A solução é neutra.
Passo 6
e) Um tampão preparado pela adição de 0,50 mol de ácido acético e 0,450 mol de acetato de sódio em água suficiente para perfazer
de solução.
Estamos lidando com um sistema tampão ácido fraco/base conjugada. Vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular o pH.
Passo a passo:
- Determinar as concentrações:
-
- Escrever a equação de Henderson-Hasselbalch:
3. Calcular a:
- Aplicar na equação:
Passo 7
f) O pH da solução anterior depois que
de NaOH é adicionado
Ao adicionar NaOH, que é uma base forte, ele vai reagir com o ácido acético no tampão, formando mais acetato.
Passo a passo:
- Determinar o excesso de NaOH:
- Mol de NaOH adicionado: 0,040 mol
- Mol de ácido acético disponível: 0,50 mol
- Como a base forte reage 1:1 com o ácido, todo o NaOH irá reagir com o ácido:
2. Novo número de mols após a reação:
- Mol de:
- Mol de:
3. Calcular as novas concentrações:
-
-
4. Aplicar a equação de Henderson-Hasselbalch novamente:
Resposta
a) pH ≈ 1,70
b) pH ≈ 12,30
c) pH ≈ 10,78
d) pH = 7,00
e) pH ≈ 4,69
f) pH ≈ 4,77
b) pH ≈ 12,30
c) pH ≈ 10,78
d) pH = 7,00
e) pH ≈ 4,69
f) pH ≈ 4,77
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