Para a resoluções destes exercícios, considere a dissociação parcial dos ácidos em água. Para cada questão escreva a reação química, a equação de equilíbrio, e calcule, no equilíbrio: [H3 O^+],[OH^-], pH, pOH, Kb, pKa, pKb, e a concentração do ânion formado.
HF 0,025 mol L^-1 cdot Ka=6,7 times 10^-4

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química sobre a dissociação parcial de um ácido em água. O ácido que vamos analisar é o ácido fluorídrico (HF) com uma concentração de 0,025 mol/L e uma constante de dissociação ácida ( Ka) de 6,7 times 10^-4. Para resolver, precisamos escrever a reação química, a equação de equilíbrio e calcular, no equilíbrio, as concentrações de [H3O^+], [OH^-], pH, pOH, Kb, pKa, pKb, e a concentração do ânion formado.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a reação química da dissociação do HF em água. Quando o HF se dissolve em água, ele libera íons hidrogênio ( H^+) e íons fluoridro ( F^-):
HF <=ftharpoons H^+ + F^-

Passo 3

Agora, vamos escrever a equação de equilíbrio usando as concentrações dos reagentes e produtos. A constante de dissociação ácida ( Ka) é dada por:
Ka = [H^+][F^-][HF]
Sabemos que Ka = 6,7 times 10^-4.

Passo 4

Vamos montar uma tabela de concentração para facilitar os cálculos. Suponha que a concentração inicial de HF seja 0,025 mol/L, e que a concentração de H^+ e F^- no equilíbrio seja x.
Espécie Inicial (mol/L) Mudança (mol/L) Equilíbrio (mol/L)
HF 0,025 -x 0,025 - x
H^+ 0 +x x
F^- 0 +x x

Passo 5

Substituímos os valores na equação do Ka:
6,7 times 10^-4 = x cdot x0,025 - x = x^20,025 - x
Como Ka é pequeno, podemos assumir que x é muito menor que 0,025, então 0,025 - x approx 0,025. Assim, a equação simplifica para:
6,7 times 10^-4 = x^20,025

Passo 6

Resolvemos para x:
x^2 = 6,7 times 10^-4 times 0,025 = 1,675 times 10^-5
x = raiz1,675 times 10^-5 approx 4,09 times 10^-3 , mol/L
Então, [H^+] = 4,09 times 10^-3 , mol/L e [F^-] = 4,09 times 10^-3 , mol/L.

Passo 7

Agora, vamos calcular o pH:
pH = -log[H^+] = -log(4,09 times 10^-3) approx 2,39

Passo 8

Para encontrar o [OH^-], usamos a relação de ionização da água:
[H^+] cdot [OH^-] = 1,0 times 10^-14
Então,
[OH^-] = 1,0 times 10^-144,09 times 10^-3 approx 2,45 times 10^-12 , mol/L
E o pOH:
pOH = -log[OH^-] approx 11,61

Passo 9

Vamos calcular o pKa:
pKa = -logKa = -log(6,7 times 10^-4) approx 3,17

Passo 10

Para encontrar o Kb, usamos a relação entre Ka e Kb para uma base conjugada:
Ka cdot Kb = 1,0 times 10^-14
Kb = 1,0 times 10^-146,7 times 10^-4 approx 1,49 times 10^-11
E então o pKb:
pKb = -logKb approx 10,83

Passo 11

Finalmente, a concentração do ânion formado, que é o [F^-], já calculamos anteriormente como 4,09 times 10^-3 , mol/L.

Resposta

No equilíbrio, temos:
  • [H3O^+] = 4,09 times 10^-3 , mol/L
  • [OH^-] = 2,45 times 10^-12 , mol/L
  • pH = 2,39
  • pOH = 11,61
  • Kb = 1,49 times 10^-11
  • pKa = 3,17
  • pKb = 10,83
  • Concentração do ânion formado ( [F^-]) = 4,09 times 10^-3 , mol/L

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