Qual o pH de solução obtida pela mistura de 25 mL de CH3 CO2 H 0,20 M e 25 mL de NaOH 0,20 M ? (Ka para CH3 CO2 H=1,8 times 10^-5)
d) 9,02

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem que descobrir o pH da solução que resulta da mistura de 25 mL de ácido acético (CH₃CO₂H) 0,20 M com 25 mL de hidróxido de sódio (NaOH) 0,20 M. A gente vai precisar usar conceitos de ácido-base e equilíbrio químico, principalmente a reação de neutralização e a constante de dissociação ácida ( Ka).

Passo 2

Primeiro, vamos calcular as mols de cada reagente. A fórmula para isso é:
Mols = Concentração (M) times Volume (L) çã
Como os volumes estão em mL, precisamos converter para litros dividindo por 1000.
Para o ácido acético:
0,20, M times 25, mL1000 = 0,005, mols
Para o NaOH:
0,20, M times 25, mL1000 = 0,005, mols

Passo 3

Agora, vamos ver o que acontece quando misturamos eles. O NaOH é uma base forte e vai neutralizar o ácido acético:
CH3CO2H + NaOH CH3CO2Na + H2O
Como as mols de ácido e base são iguais (0,005 mol), eles vão se neutralizar completamente, formando acetato de sódio (CH₃CO₂Na) e água.

Passo 4

Depois da neutralização, a solução resultante contém apenas o acetato de sódio, que é o sal do ácido fraco (ácido acético) e base forte (NaOH). O acetato de sódio em água vai se hidrolisar, ou seja, reagir com a água para formar ácido acético e íons hidroxila (OH⁻):
CH3CO2Na CH3CO2^- + Na^+
CH3CO2^- + H2O rightarrow CH3CO2H + OH^-

Passo 5

Vamos calcular a concentração do acetato na solução final. O volume total é 25 mL + 25 mL = 50 mL = 0,050 L. As mols de acetato são 0,005 mol, então:
Concentração = 0,005, mols0,050, L = 0,10, M çã

Passo 6

Agora, vamos usar a constante de hidrólise ( Kb) para o íon acetato. Sabemos que:
Kb = KwKa
Onde Kw = 1,0 times 10^-14 e Ka = 1,8 times 10^-5. Então:
Kb = 1,0 times 10^-141,8 times 10^-5 approx 5,56 times 10^-10

Passo 7

A reação de hidrólise é:
CH3CO2^- + H2O rightarrow CH3CO2H + OH^-
A expressão para Kb é:
Kb = [CH3CO2H][OH^-][CH3CO2^-]
Assumindo que x é a quantidade que se dissocia:
5,56 times 10^-10 = x times x0,10 - x approx x^20,10
Porque x é muito pequeno comparado com 0,10, podemos simplificar:
x^2 = 5,56 times 10^-10 times 0,10 = 5,56 times 10^-11
x = raiz5,56 times 10^-11 approx 7,46 times 10^-6, M
Esse x é a concentração de OH⁻.

Passo 8

Vamos encontrar o pOH:
pOH = -log[OH^-] = -log(7,46 times 10^-6) approx 5,13
E sabendo que:
pH + pOH = 14
Então:
pH = 14 - 5,13 = 8,87

Resposta

O pH da solução é aproximadamente 8,87.

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