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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 15.Questões e Problemas - Ex. 13b

Calcular o pH de uma solução que é:

  1. 0,0100 m o l L^(- 1) em H C l e 0,0150 m o l L^(- 1) em H_2 S O_4 .

Passo 1

Oi pessoal, estou feliz em te ver aqui! Vem comigo.

Para o ácido sulfúrico temos as seguintes reações e suas respectivas constantes de dissociação ácida:

H_2 S O_4 + H_2 O ⇌ H S O_4^- + H_3 O^+ K_a_1 = ([H_3 O^+] [ H S O_4^- ])/([ H_2 S O_4 ]) = f o r t e

H S O_4^- + H_2 O ⇌ S O_4^(2 -) + H_3 O^+ K_a_2 = ([H_3 O^+] [ S O_4^(2 -) ])/([ H S O_4^- ]) = 1,02 * 10^(- 2)

Pelo enunciado sabemos as concentrações:

c_H C l = 0,0100 m o l // L

c_H_2 S O_4 = 0,0150 m o l // L

Passo 2

O ácido sulfúrico é incomum, porque um dos seus prótons se comporta como um ácido forte e outro como um ácido fraco ( K_a_2 = 1,02 * 10^(- 2) ). Então para calcularmos a concentração de íons de hidrônio, vamos utilizar a seguinte equação quadrática:

[H_3 O^+]^2 + ( K_a_2 - c_H C l ) * [H_3 O^+] - ( c_H C l + c_H_2 S O_4 ) * K_a_2 = 0

[H_3 O^+]^2 + ( 1,02 * 10^(- 2) - 0,0100 ) * [H_3 O^+] - ( 0,0100 + 0,0 15 0 ) * 1,02 * 10^(- 2) = 0

[H_3 O^+]^2 + 2,00 * 10^(- 4) * [H_3 O^+] - 2,55 * 10^(- 4) = 0

Agora precisamos resolver a equação de segundo grau. Primeiro iremos obter o valor de delta:

Delta = b^2 - 4 a c = (2,00 * 10^(- 4))^2 - 4 * ( - 2,55 * 10^(- 4) )

Delta = 1,02 * 10^(- 3)

Calculando a concentração de H_3 O^+ :

[H_3 O^+] = (- b + sqrt(Delta))/(2 a) = (- (2,00 * 10^(- 4)) + sqrt(1,02 * 10^(- 3)))/(2) = 1 , 59 * 10^(- 2) m o l // L

Por fim, conseguimos calcular o valor do pH:

p H = - log [H_3 O^+] = - log ( 1 , 5 9 * 10^(- 2) )

p H = 1,8 0

Prontinho pessoal, até mais!

Resposta

p H = 1,8 0 .

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