A piridina (
é uma base fraca de
. a) Qual é a concentração de
em uma solução
de
?
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:
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:
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:
Como K_b é muito pequeno (1,7 × 10⁻⁹), podemos considerar que x é muito pequeno comparado a 0,125, então simplificamos para:
Passo 6
Agora, resolvemos para x:
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.
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