Os valores de para alguns compostos e íons são apresentados no quadro abaixo.
e) Determine o pH de uma solução preparada pela dissolução de 14,51 g de benzoato de sódio e de ácido benzóico em água suficiente para perfazer um litro de solução.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado pede para calcular o pH de uma solução feita com benzoato de sódio (C₆H₅CO₂Na) e ácido benzóico. Isso envolve química de ácidos e bases, especificamente soluções tampão. Vamos precisar calcular a quantidade de cada substância e aplicar conceitos de equilíbrio ácido-base para encontrar o pH.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de benzoato de sódio e de ácido benzóico temos na solução. Para isso, precisamos das massas moleculares dessas substâncias.

Passo 3

A massa molar do benzoato de sódio (C₆H₅CO₂Na) é:
Carbono ©: 12 g/mol × 7 = 84 g/mol
Hidrogênio (H): 1 g/mol × 5 = 5 g/mol
Oxigênio (O): 16 g/mol × 2 = 32 g/mol
Sódio (Na): 23 g/mol
Total: 84 + 5 + 32 + 23 = 144 g/mol

Passo 4

Agora, a massa molar do ácido benzóico (C₆H₅COOH) é:
Carbono ©: 12 g/mol × 7 = 84 g/mol
Hidrogênio (H): 1 g/mol × 6 = 6 g/mol
Oxigênio (O): 16 g/mol × 2 = 32 g/mol
Total: 84 + 6 + 32 = 122 g/mol

Passo 5

Calculando os mols de cada substância:
Mols de benzoato de sódio = massa / massa molar = 14,51 g / 144 g/mol ≈ 0,1007 mol
Mols de ácido benzóico = 12,21 g / 122 g/mol ≈ 0,1002 mol

Passo 6

Como a solução total é de 1 litro, as concentrações são iguais aos mols calculados:
[Benzoato de sódio] = 0,1007 M
[Ácido benzóico] = 0,1002 M

Passo 7

Agora, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch para soluções tampão:
Á
Precisamos do valor do pKa para o ácido benzóico. Vamos supor que seja 4,20.

Passo 8

Substituindo os valores na equação:

Passo 9

Calculando a razão:

Passo 10

Agora, calculando o logaritmo:

Passo 11

Somando tudo:

Resposta

O pH da solução é aproximadamente 4,20.

Exercícios relacionados

Considere que o sistema representado pela equação abaixo esteja em equilíbrio:
a) Determine, por meio da análise dos dados que constam no quadro abaixo, a lei de velocidade para a reação representada.
Experimento Velocidade inicial <br>
1 0,10 0,20 24
2 0,25 0,20 150
3 0,10 0,50 60
4 0,35 0,50 735
A pressão em cada um dos seguintes sistemas é reduzida de tal modo que o volume aumenta de 2 L para 10 L . Como é deslocado o equilíbrio para as reações abaixo?
a.
Defina os seguintes conceitos :
a) Entalpia de ganho de elétron
b) Energia de Ionização
c) Raio atômico
d) Raio iônico
Com base nas definições anteriores, explique as seguintes afirmações :
a) A entalpia de ganho de elétron do átomo de flúor (-328 kJ/mol) é menos negativa que a do átomo de cloro (-349 kJ/mol).
b) A primeira energia de ionização do átomo de enxofre (S) (1000 kJ/mol) é menor que a primeira energia de ionização do átomo de cloro .
c) As energias de ionização dos átomos diminuem na medida em que aumenta o número atômico (Z) na família 1 (do lítio ao césio) da tabela periódica.
d) A energia de ionização de átomos é sempre positiva, mas a energia de ganho de elétrons pode ser positiva ou negativa.
e) Os íons (raio = 1,38 ) são menores que os átomos de potássio K (raio = 2,35 ), mas os íons cloreto raio = 1,81 ) são maiores que os átomos de Cloro (raio = 0,99 ).