Misturam-se 100 mL de uma solução aquosa de
com 400 mL de solução aquosa de
. Adiciona-se água até completar o volume de 1000 mL . Qual o pH da solução resultante e a concentração de todas as espécies químicas no equilíbrio? Resolva a questão (a) desconsiderando a força iônica da solução; e (b) considerando a força iônica da solução.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Nesse exercício, a gente vai misturar soluções de
e
, depois adicionar água até completar 1000 mL. O objetivo é encontrar o pH da solução final e as concentrações de todas as espécies químicas no equilíbrio. Vamos precisar usar conceitos de molaridade, neutralização ácido-base e cálculo de pH.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de cada reagente antes da mistura.
Para
:
Para
:
Passo 3
Agora, vamos ver o que acontece quando misturamos
e
. Essas duas substâncias reagem em uma reação de neutralização:
Como é uma reação 1:1, a quantidade de mols reagidos será o menor entre os mols de
e
.
Passo 4
Comparando os mols:
Então, todo o
vai reagir, e vai sobrar:
Passo 5
A quantidade total de volume depois de adicionar água é 1000 mL ou 1 L. Vamos calcular as concentrações das espécies na solução final.
Como todo o
foi consumido, fica apenas
e
.
Mols de
formados:
Mols de
sobrando:
Passo 6
Agora, calculamos as concentrações em 1 L:
Passo 7
Como temos excesso de
, que é um ácido forte, ele se dissocia completamente:
Portanto, a concentração de íons
é igual à concentração de
:
Passo 8
Para achar o pH, usamos a defini�o:
Substituindo:
Resposta
(a) Ignorando a força iônica, o pH da solução resultante é 2,00. As concentrações no equilíbrio são:
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(b) Calcule o pH de uma solução de
.
A síntese de glutamina a partir de glutamato e amônia é uma reação endergônica nas condições padrão:
Lembrando a relação entre a energia livre padrão de reação,
, e a constante de equilíbrio,
, dada por
(onde
é a razão entre as concentrações de produtos e reagentes no equilíbrio, e considerando a temperatura absoluta
, a constante dos gases
, e assumindo que as concentrações de amônia e glutamato sejam mantidas em 1M, diga qual seria a maior concentração de glutamina,
, para a qual a reação fosse exergônica e diga qual seria o sentido da reação na presença de E1 para concentrações de glutamina menores que
.
1 mol de gás ideal monoatômico (ou seja,
e
) está inicialmente a 1atm de pressão e 300K. Uma pressão constante de 5atm é aplicada adiabaticamente (i.e., sem troca de calor), comprimindo o gás irreversivelmente até que o volume diminua em 2 litros (
). O gás então se equilibra neste novo volume ainda sem troca de calor com o meio. Usando
K), calcule:
o volume inicial e a pressão final
, após o equilíbrio no novo volume.
o volume inicial
Calcule a força iônica para uma solução que seja:
a) .
b) e
.
a)
b)