Qual a quantidade de matéria de HCl que deve ser adicionada a 1 L de uma mistura contendo
mol.L-1 e
a fim de formar uma solução cujo
?
Passo 1
Vamos entender o que o problema está pedindo. Temos 1 litro de uma mistura que contém ácido acético (
) e acetato de sódio (
), cada um na concentração de 0,01 mol/L. Queremos descobrir quanto de ácido clorídrico (HCl) precisamos adicionar a essa mistura para que o pH final da solução seja 3,0.
Conteúdo da matéria: Estamos lidando com soluções tampão e a equação de Henderson-Hasselbalch, que relaciona o pH de uma solução tampão com as concentrações dos ácidos e bases conjugados presentes.
O que vamos precisar:
- Conhecer o valor do pKa do ácido acético.
- Usar a equação de Henderson-Hasselbalch para relacionar as concentrações de ácido e base com o pH desejado.
- Calcular a quantidade de HCl necessária para alterar as concentrações de ácido e base na solução.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a equação de Henderson-Hasselbalch:
Aqui,
é a concentração da base conjugada (acetato,
) e
é a concentração do ácido não dissociado (ácido acético,
).
Sabemos que o pH desejado é 3,0. Precisamos encontrar as novas concentrações de
e
após a adição de HCl.
Passo 3
O ácido clorídrico (HCl) é um ácido forte, o que significa que ele se dissocia completamente em solução:
Quando adicionamos HCl à nossa solução tampão, os íons
do HCl irão reagir com os íons acetato (
) para formar mais ácido acético:
Isso significa que a adição de HCl diminuirá a concentração de
e aumentará a concentração de
.
Passo 4
Vamos chamar a quantidade de HCl que precisamos adicionar de
mol/L. Após a adição de HCl:
Agora, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para relacionar essas concentrações com o pH desejado.
Passo 5
Primeiro, precisamos saber o valor de
do ácido acético. O
do ácido acético é aproximadamente
, então:
Agora, substituímos os valores na equação de Henderson-Hasselbalch:
Passo 6
Vamos resolver a equação para
:
Para eliminar o logaritmo, usamos a função exponencial:
Passo 7
Agora, resolvemos para
:
Resposta
A quantidade de matéria de HCl que deve ser adicionada é aproximadamente
mol em 1 litro de solução.
Exercícios relacionados
Defina solução - tampão.
Dê o conceito de meia-vida (
).
Escreva uma equação química balanceada para:
a) A reação de potássio metálico com água
b) A reação de bário metálico com água
c) A reação de lítio metálico com água
d) A reação de estrôncio metálico com iodo
e) A reação de sódio metálico com enxofre formando sulfeto de sódio
a) A reação de potássio metálico com água
b) A reação de bário metálico com água
c) A reação de lítio metálico com água
d) A reação de estrôncio metálico com iodo
e) A reação de sódio metálico com enxofre formando sulfeto de sódio
Uma reação tem a seguinte equação de velocidade experimental:
Velocidade .
. Se a concentração A é duplicada e a concentração de B é reduzida pela metade, o que acontece com as taxas de reações e velocidade da reação?
Velocidade