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,

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:
  1. Identificar que a HCl é um ácido forte: Ela se dissocia totalmente:
    2. Concentração de : Igual à concentração da HCl:
  2. 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:
  1. Identificar que a NaOH é uma base forte: Ela se dissocia totalmente:
    2. Concentração de : Igual à concentração da NaOH:
  2. 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:
  1. Escrever a equação de dissociação:
    2. Configurar a expressão da :
  2. Montar a tabela de concentrações:
    • Inicial: , ,
    • Mudança: diminui em , e aumentam em
    • Equilíbrio: , ,
  3. Substituir na expressão da :
    (Assumindo que é pequeno comparado a 0,020)
    5. Resolver para :

    6. Concentração de :
    7. Calcular o pOH:
  4. 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:
  1. 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:
  1. Determinar as concentrações:
  2. Escrever a equação de Henderson-Hasselbalch: á
    3. Calcular a :
  3. 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:
  1. 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:
      á

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

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