Qual o pH da solução - tampão que contém
de
em 250 mL de
? O pH final é mais baixo ou mais alto do que 0 pH da solução de amônia original?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre soluções tampão! O problema nos pede para encontrar o pH de uma solução tampão que contém 2,2 g de NH₄Cl em 250 mL de uma solução de NH₃ a 0,12 M. Além disso, precisamos descobrir se o pH final dessa solução é maior ou menor que o pH da solução original de amônia (NH₃). Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especificamente sobre soluções tampão e o equilíbrio químico envolvido.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols de NH₄Cl temos na solução. Para isso, usamos a fórmula:
A massa de NH₄Cl é 2,2 g. A massa molar do NH₄Cl é a soma das massas molares dos elementos:
- N: 14 g/mol
- H₄: 4 × 1 g/mol = 4 g/mol
- Cl: 35,5 g/mol
Total: 14 + 4 + 35,5 = 53,5 g/mol
Então,
Passo 3
Agora, vamos calcular os mols de NH₃ na solução. Sabemos que a concentração da solução de NH₃ é 0,12 M e o volume é 250 mL (0,250 L). A fórmula é:
Então,
Passo 4
A solução tampão é composta por uma base fraca (NH₃) e seu sal correspondente, que nesse caso é o NH₄Cl. O NH₄Cl se dissocia completamente em NH₄⁺ e Cl⁻ na água. O NH₄⁺ atua como um ácido conjugado da base NH₃.
Para encontrar o pH da solução tampão, usamos a equação de Henderson-Hasselbalch:
Primeiro, precisamos encontrar o
do NH₄⁺. Sabemos que:
O
da NH₃ é aproximadamente
. Então,
Passo 5
Agora, vamos determinar as concentrações de NH₃ e NH₄⁺ na solução tampão. Sabemos que temos 0,030 mol de NH₃ e 0,0411 mol de NH₄Cl (que fornece 0,0411 mol de NH₄⁺) em 0,250 L de solução.
Agora, aplicamos na equação de Henderson-Hasselbalch:
Resposta
O pH da solução tampão é aproximadamente 9,11, que é menor do que o pH da solução original de amônia.