A hidroxilamina (NH2OH) é um composto muito usado no laboratório de química orgânica e reage com água, recebendo ions H^+, atuando como uma base de Lewis. Considerando a reação desta substância com água numa concentração de 0,5 %. Encontre a concentração de [OH^-] e o pH, pOH desta solução. Dados: pKb=8,04

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente vai trabalhar com a hidroxilamina ( NH2OH) que reage com a água atuando como uma base de Lewis. Nosso objetivo aqui é encontrar a concentração de íons OH^-, o pH e o pOH dessa solução que está a 0,5% de concentração. Para isso, vamos precisar usar conceitos de equilíbrio ácido-base e a relação com o pKb que foi dado como 8,04.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que significa uma solução a 0,5%. Isso quer dizer que temos 0,5 gramas de hidroxilamina em 100 mL de solução. Mas, para facilitar nossos cálculos, vamos supor que estamos trabalhando com 1 litro de solução. Assim, teremos 5 gramas de NH2OH.

Passo 3

Agora, vamos calcular o número de mols de hidroxilamina. A massa molar do NH2OH é aproximadamente 33 g/mol (considerando N=14, H=1, O=16). Então:
Mols de NH2OH = 5, g33, g/mol approx 0,1515, mol
Como temos 1 litro de solução, a concentração inicial Cb da base é aproximadamente 0,1515 M.

Passo 4

Sabemos que a hidroxilamina reage com a água da seguinte forma:
NH2OH + H2O <=ftharpoons NH2OH2^+ + OH^-
Essa é uma reação de ionização onde a hidroxilamina gera íons hidroxila ( OH^-). Para encontrar a concentração de OH^-, precisamos usar a constante de base Kb.

Passo 5

O pKb foi dado como 8,04. Primeiro, vamos encontrar o Kb usando a relação:
Kb = 10^-pKb = 10^-8,04 approx 9,12 times 10^-9

Passo 6

A expressão do Kb para a reação é:
Kb = [NH2OH2^+][OH^-][NH2OH]
Assumindo que a quantidade de NH2OH que ioniza é pequena, podemos simplificar [NH2OH] approx Cb = 0,1515, M. Assim, temos:
9,12 times 10^-9 = x times x0,1515
Onde x = [OH^-].

Passo 7

Resolvendo para x:
x^2 = 9,12 times 10^-9 times 0,1515 approx 1,38 times 10^-9
x = raiz1,38 times 10^-9 approx 3,72 times 10^-5, M
Então, a concentração de OH^- é aproximadamente 3,72 times 10^-5, M.

Passo 8

Agora, para encontrar o pOH, usamos a fórmula:
pOH = -log [OH^-] = -log (3,72 times 10^-5) approx 4,43
E para encontrar o pH, lembramos que:
pH + pOH = 14 Rightarrow pH = 14 - pOH = 14 - 4,43 = 9,57

Resposta

A concentração de [OH^-] é aproximadamente 3,72 times 10^-5, M, o pOH é 4,43 e o pH da solução é 9,57.

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