Utilizando os valores de atividade, calcule o pH de uma soluçãp contendo NaOH a mais . Qual seria o pH se você desprezasse as atividades?

Passo 1

Vamos resolver um exercício de química onde precisamos calcular o pH de uma solução que contém a e a . O objetivo é determinar o pH considerando as atividades iônicas e também desprezando-as. Para isso, vamos utilizar conceitos de equilíbrio químico, atividade iônica e cálculos de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos entender as substâncias presentes na solução:
  • é uma base forte que se dissocia completamente em íons e .
  • é um sal que se dissocia completamente em íons e .
Como é uma base forte, a concentração de íons hidróxido ( ) será igual à concentração inicial de , que é .

Passo 3

Para calcular o pH, precisamos primeiro calcular o pOH da solução, que está relacionado à concentração de íons hidróxido através da fórmula:
Em seguida, utilizamos a relação entre pH e pOH:

Passo 4

Considerando as atividades:
Quando consideramos as atividades iônicas, precisamos levar em conta o efeito da força iônica da solução, que afeta a atividade dos íons presentes. A atividade ( ) de um íon é dada por:
Onde é o coeficiente de atividade e é a concentração do íon.
Primeiro, calculamos a força iônica ( ) da solução:
Onde é a concentração de cada íon e sua carga.
Na nossa solução temos:
  • : ,
  • : ,
  • : ,
  • : ,
Então,
Com a força iônica, podemos estimar o coeficiente de atividade ( ) para o íon usando a equação de Debye-Hückel:
Agora, calculamos a atividade de :
Então, o pOH considerando atividades é:
E o pH é:

Passo 5

Desprezando as atividades:
Quando desprezamos as atividades, assumimos que os coeficientes de atividade são iguais a 1. Então, a concentração de íons permanece .
Calculamos o pOH:
E, consequentemente, o pH:

Resposta

O pH da solução considerando as atividades iônicas é aproximadamente 11,92, e desprezando as atividades, o pH é 12.

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(a)
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(b)
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Encontre o coeficiente de atividade do em uma solução contendo mais . Qual é o pH da solução?