Quantos gramas de HCl gasoso deveriam ser dissolvidos em
de
1,0M , para formar uma solução com pH = 4,74?
Passo 1
Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos que descobrir quantos gramas de HCl gasoso precisamos dissolver em 500 cm³ de uma solução de acetato de sódio (NaC₂H₃O₂) com concentração 1,0 M para obter uma solução com pH 4,74.
Aqui, estamos lidando com conceitos de química ácido-base, especificamente com soluções tampão. Vamos precisar entender como ácidos fortes como o HCl interagem com sais de ácidos fracos, como o acetato de sódio, para ajustar o pH da solução.
Passo 2
Primeiro, precisamos saber o que significa um pH de 4,74. O pH é uma medida da acidez de uma solução, e é dado pela fórmula:
Um pH de 4,74 indica que a concentração de íons hidrogênio
na solução é:
Passo 3
Agora, vamos lembrar que o acetato de sódio (NaC₂H₃O₂) é o sal do ácido acético (
), que é um ácido fraco. Quando dissolvemos o sal em água, ele se dissocia completamente:
O íon acetato (
) pode reagir com íons hidrogênio (
) provenientes do HCl para formar ácido acético (
):
Passo 4
Vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch, que relaciona o pH de uma solução tampão com as concentrações do ácido e da base conjugada:
Sabemos que para o ácido acético,
. Queremos que o pH seja igual ao
, ou seja,
. Substituindo na equação:
Isso implica que:
Ou seja, as concentrações de base conjugada e ácido devem ser iguais.
Passo 5
Inicialmente, temos apenas o sal de acetato de sódio
e nenhum ácido acético. Quando adicionamos HCl, cada mol de HCl adiciona um mol de
que reage com um mol de
para formar um mol de
.
Vamos chamar a quantidade de HCl adicionada de
. Assim:
- Após a reação:
-
Para que as concentrações sejam iguais:
Passo 6
Agora, vamos calcular quantos moles de HCl correspondem a uma concentração de
em 500 cm³ (
):
Passo 7
Finalmente, vamos converter os moles de HCl para gramas. A massa molar do HCl é aproximadamente
:
Resposta
Precisamos dissolver aproximadamente 9,12 gramas de HCl gasoso em 500 cm³ de solução de acetato de sódio 1,0 M para obter uma solução com pH igual a 4,74.
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