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
b) 0,750 mol / L

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos o cloreto de metilamônio ( CH3NH3Cl) dissolvido em água, e queremos descobrir o pH dessa solução com uma concentração inicial de 0,750 mol/L. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de equilíbrio químico, especificamente a hidrólise de sais e a relação com a constante de acidez ( Ka).

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que acontece quando o cloreto de metilamônio se dissolve em água. Ele se dissocia completamente em íons:
CH3NH3Cl CH3NH3^+ + Cl^-
O íon CH3NH3^+ é a base conjugada da metilamina e pode agir como um ácido fraco na água, liberando prótons:
CH3NH3^+ rightarrow CH3NH2 + H^+

Passo 3

Sabemos que a constante de acidez ( Ka) para essa reação é dada como 2,33 times 10^-11. Podemos usar essa constante para encontrar a concentração de íons hidrogênio ( H^+) na solução, que nos ajudará a determinar o pH.

Passo 4

Vamos estabelecer uma expressão para o equilíbrio:
Ka = [CH3NH2][H^+][CH3NH3^+]
Assumindo que x é a concentração de H^+ liberada, temos:
Ka = x cdot x0,750 - x approx x^20,750
A aproximação 0,750 - x approx 0,750 é válida porque Ka é muito pequeno, então x será insignificante em comparação com 0,750.

Passo 5

Resolvendo para x:
x^2 = Ka times 0,750 = 2,33 times 10^-11 times 0,750 = 1,7475 times 10^-11
x = raiz1,7475 times 10^-11 approx 4,179 times 10^-6 mol/L

Resposta

Agora, calculamos o pH usando a relação pH = -log[H^+]:
pH = -log(4,179 times 10^-6) approx 5,38
O pH da solução aquosa de cloreto de metilamônio com concentração inicial de 0,750 mol/L é aproximadamente 5,38.

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