Qual é o pH de uma solução 0,012 mol / L de ácido nicotínico, HC6 H4 NO2 ? ( Ka=1,4 times 10^-5 a 25^circ C )

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa encontrar o pH de uma solução de ácido nicotínico com concentração de 0,012 , mol/L. O ácido nicotínico, HC6H4NO2, é um ácido fraco e sabemos que a constante de dissociação ácida ( Ka) é 1,4 times 10^-5 a 25^circ C. Para isso, vamos usar os conceitos de equilíbrio químico e a relação entre Ka e o pH.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a reação de dissociação do ácido nicotínico na água:
HC6H4NO2 <=ftharpoons H^+ + C6H4NO2^-
Aqui, o ácido libera um próton ( H^+) e forma o ânion C6H4NO2^-.

Passo 3

Em seguida, vamos escrever a expressão da constante de dissociação ácida ( Ka):
Ka = [H^+][C6H4NO2^-][HC6H4NO2]
Essa expressão relaciona as concentrações dos produtos e reagentes no equilíbrio.

Passo 4

Vamos fazer algumas simplificações, já que o ácido é fraco e não se dissocia completamente. Chamaremos a concentração de H^+ e C6H4NO2^- de x. Assim, temos:
Ka = x cdot x0,012 - x approx x^20,012
A aproximação 0,012 - x approx 0,012 é válida porque x é bem menor que 0,012.

Passo 5

Agora, resolvemos para x:
x^2 = Ka times 0,012
x^2 = 1,4 times 10^-5 times 0,012
x^2 = 1,68 times 10^-7
x = raiz1,68 times 10^-7 approx 1,298 times 10^-4 , mol/L
Aqui, x é a concentração de íons H^+ na solução.

Passo 6

Finalmente, calculamos o pH usando a definição:
pH = -log([H^+])
Substituindo o valor de x:
pH = -log(1,298 times 10^-4) approx 3,89

Resposta

O pH da solução de ácido nicotínico é aproximadamente 3,89.

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