Utilizando as atividades corretamente, calcule o pH e a concentração de na água pura contendo LiBr a a .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular o pH e a concentração de íons na água pura que contém LiBr a uma concentração de a . O conteúdo envolve química aquosa, especificamente o conceito de atividade iônica e equilíbrio ácido-base. Para resolver isso, vamos precisar entender como os íons presentes interagem na água e como isso afeta o pH.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os íons que o LiBr se dissocia na água. O LiBr se dissocia completamente em íons Li⁺ e Br⁻:

Passo 3

Agora, precisamos analisar se algum desses íons afeta o equilíbrio da água. O íon Br⁻ é a base conjugada de um ácido forte (HBr), então ele não reage com a água. Já o íon Li⁺, sendo um cátion de metal alcalino pequeno e com carga alta, pode reagir com água, agindo como um ácido fraco:

Passo 4

Vamos considerar que a água pura tem seu próprio equilíbrio de autoionização:

Com a constante de autoionização da água:

Passo 5

Como o Li⁺ está presente, ele pode aumentar a concentração de na solução. No entanto, como o Li⁺ é um ácido fraco, a sua contribuição para o aumento de é pequena. Para simplificar, podemos inicialmente considerar que a contribuição de vem principalmente da autoionização da água.

Passo 6

Assumindo que a concentração de é dominada pela autoionização da água, temos:

Passo 7

Agora, calculamos o pH utilizando a definição de pH:

Resposta

O pH da solução é e a concentração de é .

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(a)
Encontre o coeficiente de atividade do em uma solução contendo mais . Qual é o pH da solução?
(a) O pH medido de uma solução de a é 1,092. A partir dessa informação, calcule o coeficiente de atividade do e compare com a tabela de coeficientes de atividade e raios de hidratação (dada nos slides da aula sobre atividade, coef. atividade e força iônica).