Marque a opção que apresenta o valor de pH correto para uma solução preparada a partir da adição de
de metilamina
a um balão volumétrico de
, o qual teve seu volume completado com água.
Dado
a)
b)
c)
d)
e)
Dado
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse problema juntos! A gente precisa encontrar o valor correto do pH de uma solução que foi feita adicionando 0,025 mol de metilamina (CH₃NH₂) a um balão de 50,0 mL, completando com água. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especificamente sobre bases fracas e cálculo de pH.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a concentração da metilamina na solução. A concentração © é dada pela quantidade de mols (n) dividida pelo volume da solução (V):
Aqui, n = 0,025 mol e V = 50,0 mL = 0,050 L.
Passo 3
Aplicando os valores na fórmula:
Então, a concentração da metilamina é 0,5 M.
Passo 4
Como a metilamina é uma base fraca, ela se ioniza na água de acordo com a seguinte equação:
Precisamos calcular a concentração de íons hidroxila (OH⁻) para determinar o pH.
Passo 5
Para isso, vamos usar a constante de ionização da base (Kb). Sabemos que:
Onde $ K_w = 1,0 \times 10^{-14} $ e $ K_a $ da metilamônio ($ CH_3NH_3^+ $) é $ 2,33 \times 10^{-11} $. Então:
Passo 6
Agora, aplicamos a expressão do Kb para a metilamina:
Assumindo que $ [CH_3NH_3^+] = [OH^-] = x $, temos:
Passo 7
Com a concentração de OH⁻ conhecida, podemos calcular o pOH:
E como pH + pOH = 14:
Resposta
b) pH = 12,17