Uma solução contém
de
e foi neutralizada com
de NaOH . Qual o pH final?
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício de química envolvendo a neutralização de ácido com uma base. Especificamente, temos uma solução com 0,08 mol/L de ácido acético (CH₃COOH) que foi neutralizada com 0,05 mol/L de hidróxido de sódio (NaOH). Nosso objetivo é descobrir qual será o pH final dessa solução após a reação. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos básicos de neutralização ácido-base e como calcular o pH de uma solução resultante dessa reação.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar quantos mols de cada reagente temos. Porém, como não foram fornecidos volumes, vamos assumir que temos 1 litro de cada solução para facilitar os cálculos.
-
Mols de CH₃COOH:
-
Mols de NaOH:
Passo 3
Agora, vamos ver o que acontece na reação de neutralização. O ácido acético (CH₃COOH) reage com o hidróxido de sódio (NaOH) da seguinte forma:
Isso significa que cada mol de NaOH neutraliza um mol de CH₃COOH, formando acetato de sódio (CH₃COONa) e água.
Passo 4
Vamos ver quantos mols de CH₃COOH restam após a neutralização:
- Mols de CH₃COOH restantes:
Isso quer dizer que após a reação, teremos 0,03 mol de CH₃COOH não neutralizado e 0,05 mol de CH₃COONa formado.
Passo 5
Agora, temos uma solução que contém tanto o ácido fraco (CH₃COOH) quanto seu sal (CH₃COONa). Esse tipo de solução é conhecido como tampão, que ajuda a manter o pH estável. Para calcular o pH dessa solução, vamos usar a Equação de Henderson-Hasselbalch:
Onde:
- $ pK_a $ é o logaritmo negativo da constante de dissociação ácida do ácido.
- $ [A^-] $ é a concentração da base conjugada (no caso, CH₃COO⁻).
- $ [HA] $ é a concentração do ácido não dissociado (CH₃COOH).
Passo 6
Primeiro, precisamos do valor de $ pK_a $ do ácido acético. Sabemos que:
Passo 7
Em seguida, vamos calcular as concentrações de CH₃COO⁻ e CH₃COOH na solução final. Considerando que temos 1 litro de cada solução inicialmente e que foram misturados, o volume total será de 2 litros.
-
Concentração de CH₃COOH:
-
Concentração de CH₃COO⁻:
Passo 8
Agora, aplicamos os valores na Equação de Henderson-Hasselbalch:
Resposta
O pH final da solução após a neutralização é aproximadamente 4,96.