Você trabalha em uma sala de emergência em um hospital onde um paciente com influenza desenvolveu alcalose metabólica, uma condição na qual o pH do sangue é muito alto. Você tem disponível uma solução estoque de
, a qual pode ser usada para abaixar o pH do sangue em estado de alcalose. Estime o pH de
de
a
, dado que
da amônia
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem um paciente com alcalose metabólica, que é quando o pH do sangue está muito alto. Queremos usar uma solução de
de 0,15 M para baixar esse pH. Para isso, precisamos estimar o pH dessa solução a 25°C, sabendo que a constante de basicidade (
) da amônia é
. Vamos usar conceitos de equilíbrio ácido-base para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que acontece quando a
se dissolve em água. Esse sal se dissocia em íons
e
. Aí, precisamos ver como esses íons interagem com a água.
Passo 3
O íon
é a base conjugada do ácido forte HCl, então ele não afeta muito o pH da solução. Já o íon
é a base conjugada da amônia (
), que é uma base fraca. Isso significa que
pode atuar como um ácido fraco na água, liberando prótons (
) e, assim, diminuindo o pH.
Passo 4
Vamos escrever a reação de hidrólise do
:
Essa reação mostra que o
libera um próton para formar
e
, o que diminui o pH.
Passo 5
Para calcular o pH, precisamos encontrar a concentração de íons
na solução. Primeiro, vamos determinar a constante de acidez (
) do
. Sabemos que:
Onde
é a constante de ionização da água, que vale
a 25°C.
Passo 6
Vamos rearranjar a equação para encontrar
:
Passo 7
Agora, vamos montar a expressão da constante de acidez para a reação de hidrólise:
Como a concentração inicial de
é 0,15 M e assume-se que
é a quantidade que se dissocia:
(Na verdade,
é muito pequeno comparado a 0,15, então podemos simplificar tirando o
do denominador.)
Passo 8
Resolvendo para
:
Aqui,
representa a concentração de
na solução.
Passo 9
Agora, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
Resposta
O pH da solução de 0,15 M de
a
é aproximadamente 5,04.