Qual o pH de uma solução contendo 3,55 times 10^-2 mol L^-1 de ácido fórmico (HCOOH) ? (Dados Ka=1,8 times 10^-4 mol L^-1 )

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse problema de química! A gente precisa encontrar o pH de uma solução que tem ácido fórmico ( HCOOH) com uma concentração de 3,55 times 10^-2 mol L^-1. Para isso, vamos usar o conceito de dissociação ácida e a constante de dissociação ácida ( Ka), que nesse caso vale 1,8 times 10^-4 mol L^-1.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o pH é uma medida de acidez de uma solução e é calculado usando a fórmula:
pH = -log [H^+]
Onde [H^+] é a concentração de íons hidrogênio na solução.

Passo 3

Agora, vamos entender como o ácido fórmico se dissocia na água. A reação de dissociação é:
HCOOH rightarrow H^+ + HCOO^-
A constante de dissociação ácida ( Ka) para essa reação é dada por:
Ka = [H^+][HCOO^-][HCOOH]

Passo 4

Vamos chamar a concentração de H^+ que se forma de x. Como para cada mol de HCOOH que se dissocia, forma-se 1 mol de H^+ e 1 mol de HCOO^-, podemos escrever:
[H^+] = x [HCOO^-] = x [HCOOH] = 3,55 times 10^-2 - x

Passo 5

Substituindo esses valores na expressão da Ka, temos:
1,8 times 10^-4 = x cdot x3,55 times 10^-2 - x
Como x é muito menor que 3,55 times 10^-2, podemos simplificar e ignorar o x no denominador:
1,8 times 10^-4 approx x^23,55 times 10^-2 x^2 = 1,8 times 10^-4 times 3,55 times 10^-2 x^2 = 6,39 times 10^-6 x = raiz6,39 times 10^-6 x approx 2,53 times 10^-3 mol L^-1
Então, [H^+] approx 2,53 times 10^-3 mol L^-1.

Passo 6

Agora, vamos calcular o pH usando a fórmula mencionada:
pH = -log (2,53 times 10^-3) pH approx 2,60

Resposta

O pH da solução é aproximadamente 2,60.

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