Para a resoluções destes exercícios, considere a dissociação parcial das bases em água. Para cada questão escreva a reação química, a equação de equilíbrio, e calcule, no equilíbrio: [H3 O^+],[OH^-], pH, pOH, Kb, pKa, pK, e a concentração do cátion formado.
NH4 OH 0,01 mol L^-1 Kb=1,8 times 10^-5

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a dissociação de uma base fraca na água. O que a gente tem aqui é o Hidróxido de Amônio ( NH4OH) numa concentração de 0,01, mol, L^-1 e a constante de base ( Kb) igual a 1,8 times 10^-5. A gente vai precisar entender como essa base se comporta em solução aquosa, escrever a reação de dissociação, montar a equação de equilíbrio e calcular várias propriedades como [H3O^+], [OH^-], pH, pOH, pKa, pKb e a concentração do cátion formado.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a reação química da dissociação do Hidróxido de Amônio na água:
NH4OH <=ftharpoons NH4^+ + OH^-

Passo 3

Agora, montamos a equação de equilíbrio baseada na constante de dissociação básica ( Kb). A expressão para Kb é:
Kb = [NH4^+][OH^-][NH4OH]

Passo 4

Vamos assumir que a quantidade de NH4OH que se dissocia é x. Assim, no equilíbrio, teremos:
  • [NH4OH] = 0,01 - x
  • [NH4^+] = x
  • [OH^-] = x
Substituindo na expressão do Kb:
1,8 times 10^-5 = x cdot x0,01 - x = x^20,01 - x

Passo 5

Como Kb é bem pequeno, podemos considerar que x é muito menor que 0,01, então 0,01 - x approx 0,01. Assim, a equação simplifica para:
1,8 times 10^-5 = x^20,01
Multiplicando ambos os lados por 0,01:
x^2 = 1,8 times 10^-7
x = raiz1,8 times 10^-7 approx 1,34 times 10^-4, mol, L^-1

Passo 6

Então, a concentração de [OH^-] é aproximadamente 1,34 times 10^-4, mol, L^-1.

Passo 7

Para encontrar [H3O^+], usamos a relação do produto iônico da água ( Kw = 1,0 times 10^-14):
[H3O^+] = Kw[OH^-] = 1,0 times 10^-141,34 times 10^-4 approx 7,46 times 10^-11, mol, L^-1

Passo 8

Calculamos o pH usando a fórmula:
pH = -log[H3O^+] = -log(7,46 times 10^-11) approx 10,13

Passo 9

Da mesma forma, calculamos o pOH:
pOH = -log[OH^-] = -log(1,34 times 10^-4) approx 3,87

Passo 10

Calculamos o pKb:
pKb = -log(Kb) = -log(1,8 times 10^-5) approx 4,74

Passo 11

Para encontrar o pKa, usamos a relação pKa + pKb = 14:
pKa = 14 - pKb = 14 - 4,74 = 9,26

Passo 12

A concentração do cátion formado, que é [NH4^+], é igual a x approx 1,34 times 10^-4, mol, L^-1.

Resposta

  • [H3O^+] approx 7,46 times 10^-11, mol, L^-1
  • [OH^-] approx 1,34 times 10^-4, mol, L^-1
  • pH approx 10,13
  • pOH approx 3,87
  • Kb = 1,8 times 10^-5
  • pKa approx 9,26
  • pKb approx 4,74
  • Concentração do cátion [NH4^+] approx 1,34 times 10^-4, mol, L^-1

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