A piridina ( C5 H5 N) é uma base fraca de Kb=1,7 times 10^-9. a) Qual é a concentração de OH^-em uma solução 0,125 moL L^-1 de C5 H5 N ?

Passo 1

Vamos lá! O enunciado nos pede para encontrar a concentração de íons hidróxido (OH⁻) em uma solução de 0,125 mol/L de piridina (C₅H₅N). Sabemos que a piridina é uma base fraca, com uma constante de basicidade (K_b) igual a 1,7 × 10⁻⁹. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química de bases fracas e equilíbrio químico.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender como a piridina se comporta em água. Como é uma base fraca, ela não se ioniza completamente. A reação de ionização da piridina na água é:
C5H5N + H2O <=ftharpoons C5H5NH^+ + OH^-
Aqui, a piridina (C₅H₅N) reage com a água (H₂O) para formar o íon piridínio (C₅H₅NH⁺) e o íon hidróxido (OH⁻).

Passo 3

Agora, vamos escrever a expressão da constante de basicidade (K_b) para essa reação:
Kb = [C5H5NH^+][OH^-][C5H5N]
Onde:
  • [C₅H₅NH⁺] é a concentração do íon piridínio,
  • [OH⁻] é a concentração de íons hidróxido,
  • [C₅H₅N] é a concentração inicial da piridina.

Passo 4

Vamos montar uma tabela para organizar as concentrações:
Espécie Concentração Inicial (mol/L) Variação (mol/L) Concentração no Equilíbrio (mol/L)
C₅H₅N 0,125 -x 0,125 - x
C₅H₅NH⁺ 0 +x x
OH⁻ 0 +x x
Aqui, x representa a quantidade de piridina que se ioniza.

Passo 5

Substituindo na expressão do K_b:
Kb = (x)(x)0,125 - x
Como K_b é muito pequeno (1,7 × 10⁻⁹), podemos considerar que x é muito pequeno comparado a 0,125, então simplificamos para:
Kb approx x^20,125

Passo 6

Agora, resolvemos para x:
x^2 = Kb times 0,125
x^2 = 1,7 times 10^-9 times 0,125
x^2 = 2,125 times 10^-10
x = raiz2,125 times 10^-10
x approx 1,46 times 10^-5 , mol/L
Aqui, x representa a concentração de OH⁻ na solução.

Resposta

A concentração de íons hidróxido (OH⁻) na solução de 0,125 mol/L de piridina é aproximadamente 1,46 × 10⁻⁵ mol/L.

Exercícios relacionados