Um tampão de cloreto de amônio ( ) e amônia, de , possui uma concentração total do sal e da base igual a . Qual a concentração individual de cada componente? (Resp.: )

Passo 1

Vamos resolver um exercício de química sobre um tampão, que é uma solução que resiste a mudanças de pH quando pequenas quantidades de ácido ou base são adicionadas. No caso, temos um tampão feito de cloreto de amônio (NH₄Cl) e amônia (NH₃). Sabemos que a solução tem um pH de 10 e a concentração total do sal e da base é de 0,30 mol/L. Precisamos encontrar as concentrações individuais de NH₃ e NH₄⁺. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e a expressão da constante de dissociação ácida (Kₐ).

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o pH da solução está relacionado à concentração de íons hidrogênio (H⁺). A fórmula para encontrar o pH é:
Como o pH é 10, podemos encontrar [H⁺]:

Passo 3

Sabemos que, em uma solução tampão composta por uma base (NH₃) e sua forma conjugada ácida (NH₄⁺), a constante de dissociação ácida (Kₐ) do NH₄⁺ está relacionada com o equilíbrio:
A expressão para Kₐ é:
Dado que Kₐ = , podemos substituir os valores conhecidos.

Passo 4

Vamos chamar a concentração de NH₃ de x e a concentração de NH₄⁺ de y. Sabemos que a concentração total é:
E da expressão de Kₐ:

Passo 5

Vamos resolver a equação de Kₐ para y:

Passo 6

Substituímos y na equação da concentração total:

Passo 7

Agora, encontramos y usando a relação que estabelecemos:

Resposta

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Ácido
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Lático
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0,00050 0,0010 0,0050 0,010 0,020 0,050
3314 1669 342,1 174,1 89,08 37,14
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