A metilamina, CH3 NH2 é uma substância que aparece na urina de cães após terem ingerido carne. Também é encontrada em algumas plantas. O cloreto de metilamínico, CH3 NH3 Cl, hidrolisa-se em água formando metilamina. Calcule o pH de soluções aquosas de cloreto de metilamínico com as seguintes concentrações iniciais. Dado: Ka^2(CH3 NH3 ^+)=2,33 times 10^-11
a) 3,50 times 10^-2 mol / L

Passo 1

Vamos resolver um problema de química envolvendo equilíbrio ácido-base. A questão nos pede para calcular o pH de uma solução aquosa de cloreto de metilamínico ( CH3NH3Cl) com uma concentração inicial de 3,50 times 10^-2 mol/L. Para isso, vamos usar conceitos de hidrólise de sais e equilíbrio químico.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender o que acontece quando o cloreto de metilamínico se dissolve em água. Esse sal se dissocia completamente em íons:
CH3NH3Cl CH3NH3^+ + Cl^-
Aqui, o íon CH3NH3^+ é o ácido conjugado da metilamina ( CH3NH2).

Passo 3

O íon CH3NH3^+ pode reagir com a água, liberando íons hidrogênio ( H^+) e formando a metilamina:
CH3NH3^+ + H2O rightarrow CH3NH2 + H3O^+
Essa reação é uma hidrólise ácida, e o equilíbrio está descrito pela constante de ionização ácida ( Ka).

Passo 4

A constante de ionização ácida ( Ka) para a reação é dada por:
Ka = [CH3NH2][H3O^+][CH3NH3^+]
Nos foi dado que Ka = 2,33 times 10^-11.

Passo 5

Vamos chamar a concentração de H3O^+ formada de x. Então, após a reação de hidrólise:
  • [CH3NH2] = x
  • [H3O^+] = x
  • [CH3NH3^+] = 3,50 times 10^-2 - x approx 3,50 times 10^-2 (já que x é muito pequeno comparado à concentração inicial)
Substituindo na expressão do Ka:
2,33 times 10^-11 = x cdot x3,50 times 10^-2
2,33 times 10^-11 = x^23,50 times 10^-2

Passo 6

Resolvendo para x:
x^2 = 2,33 times 10^-11 times 3,50 times 10^-2
x^2 = 8,155 times 10^-13
x = raiz8,155 times 10^-13 approx 9,03 times 10^-7 mol/L
Aqui, x representa a concentração de íons H3O^+.

Passo 7

Finalmente, calculamos o pH usando a fórmula:
pH = -log [H^+]
Substituindo o valor de x:
pH = -log (9,03 times 10^-7) approx 6,04

Resposta

O pH da solução aquosa de cloreto de metilamínico é aproximadamente 6,04.

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