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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 11.1 - Ex. 137a

A água da chuva é ligeiramente ácida devido ao dióxido de carbono dissolvido. A chuva ácida resulta da reação de óxidos de enxofre e nitrogênio, ácidos, produzidos na combustão de carvão e petróleo, com água (ver Quadro 11.1).

  1. A pressão parcial de C O 2 no ar saturado com vapor de água, em 25°C e 1,00 atm é 3,04 × 10 - 4   a t m . A constante de Henry para o C O 2 na água é de 2,3 × 10 - 2   m o l .   L - 1 . a t m - 1 . O p K a 1 do ácido carbônico é igual a 6,37. Supondo que todo o C O 2 dissolvido corresponde a H 2 C O 3 e verifique, usando cálculos, que o pH da água da chuva "normal" é de cerca de 5,7.

Passo 1

Vamos começar mais umaa!

Sabemos que:

C O 2 = k . P C O 2

Então nós vamos conseguir calcular a concentração, não é?

Basta substituir:

C O 2 = 2,3 × 10 - 2 m o l L   .   a t m . 3,04 × 10 - 4   a t m = 7,06 × 10 - 6 m o l L

Como todo o gás carbônico é proveniente do H 2 C O 3 :

[ H 2 C O 3 ] = 7,06 × 10 - 6 m o l L

Agora é só achar as concentrações no equilíbrio:

Então a nossa constante no equilíbrio ficará assim:

K a = 10 - p K a

Como p K a = 6,37 :

K a = 10 - 6,37 = 4,27 × 10 - 7

Passo 2

Agora basta calcular a constante :

K a = H C O 3 - [ H 3 O + ] [ H 2 C O 3 ]

Substituindo:

4,27 × 10 - 7 = x 2 7,06 × 10 - 6 - x

Assumindo que x seja muito pequeno:

4,27 × 10 - 7 = x 2 7,06 × 10 - 6

x = 1,73 × 10 - 6 m o l L

Então:

H 3 O + = 1,73 × 10 - 6 m o l L

Com esta concentração nós conseguimos calcular o pH:

p H = - log ⁡ H 3 O +

Colocando o que descobrimos:

p H = - log ⁡ 1,73 × 10 - 6 = 5,75

E finalizamos nossa letra (a)!

Resposta

5,75

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