Quantos gramas de
são necessários para preparar com este sal
de um solução com
.
de
Passo 1
Beleza, então o que a gente tem aqui é um exercício de química que pede pra calcular quantos gramas de NH₄Cl (cloreto de amônio) precisamos para fazer 250,00 mL de uma solução com pH 4,50. A gente sabe que a massa molar do NH₄Cl é 53,40 g/mol e o valor de K_b (constante de basicidade) é 1,80 × 10⁻⁵. Pra resolver isso, vamos precisar entender um pouquinho de ácidos e bases, principalmente como os sais como o NH₄Cl se comportam em solução aquosa.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o pH nos dá a concentração de íons H⁺ na solução. A fórmula para calcular isso é:
Como o nosso pH é 4,50, vamos encontrar a concentração de H⁺.
Passo 3
Agora, precisamos relacionar essa concentração de H⁺ com a quantidade de NH₄Cl na solução. O NH₄Cl se dissocia completamente em água formando íons NH₄⁺ e Cl⁻. O íon NH₄⁺ é o ácido conjugado de NH₃, e sua constante de acidez K_a pode ser relacionada com o K_b do NH₃ pela relação:
Dado que K_b = 1,80 × 10⁻⁵, podemos encontrar K_a:
Passo 4
A reação ácido-base do NH₄⁺ na água é:
A expressão para K_a é:
Assumindo que a quantidade de NH₃ formada seja pequena comparada com a quantidade inicial de NH₄⁺, podemos simplificar a expressão:
Rearranjando para encontrar [NH₄⁺]:
Passo 5
Agora que temos a concentração de NH₄Cl necessária, podemos encontrar quantos moles precisamos para 250,00 mL (ou 0,250 L) de solução:
Passo 6
Por fim, vamos converter os moles de NH₄Cl para gramas usando a massa molar que é 53,40 g/mol:
Resposta
Para preparar 250,00 mL de uma solução com pH 4,50, são necessários aproximadamente 24,03 g de NH₄Cl.