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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 15.Questões e Problemas - Ex. 12c

Calcular o pH de uma solução que é

  1. 0,0100 m o l L^(- 1) em N a O H e 0,100 m o l L^(- 1) em N a_2 C O_3 .

Passo 1

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

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

H_2 C O_3 + H_2 O ⇌ H C O_3^- + H_3 O^+ K_a_1 = ([H_3 O^+] [ H C O_3^- ])/([ H_2 C O_3 ]) = 4,45 * 10^(- 7)

H C O_3^- + H_2 O ⇌ C O_3^(2 -) + H_3 O^+ K_a_2 = ([H_3 O^+] [ C O_3^(2 -) ])/([ H C O_3^- ]) = 4,69 * 10^(- 11)

Porém no enunciado temos a concentração do carbonato de sódio ( N a_2 C O_3 ), então para o carbonato, temos a reação:

C O_3^(2 -) + H_2 O ⇌ H C O_3^- + O H^- K_b_1 = (K_w)/(K_a_2) = (1,00 * 10^(- 14))/(4,69 * 10^(- 11)) = 2,13 * 10^(- 4)

Do enunciado:

c_N a O H = 0,0100 m o l // L

c_N a_2 C O_3 = 0,100 m o l // L

Passo 2

Agora iremos calcular a concentração de íons de hidróxido, para isso vamos utilizar a seguinte equação quadrática:

[O H^-]^2 + ( K_b_1 - c_N a O H ) * [O H^-] - ( c_N a O H + c_N a_2 C O_3 ) * K_b_1 = 0

[O H^-]^2 + ( 2,13 * 10^(- 4) - 0,0100 ) * [O H^-] - ( 0,0100 + 0,100 ) * 2,13 * 10^(- 4) = 0

[O H^-]^2 - 9,79 * 10^(- 3) * [O H^-] - 2,34 * 10^(- 5) = 0

Descobrindo o valor de delta da equação de segundo grau:

Delta = b^2 - 4 a c = (- 9,79 * 10^(- 3))^2 - 4 * ( - 2,34 * 10^(- 5) )

Delta = 1,90 * 10^(- 4)

Calculando a concentração de O H^- :

[O H^-] = (- b + sqrt(Delta))/(2 a) = (- (- 9,79 * 10^(- 3)) + sqrt(1,90 * 10^(- 4)))/(2) = 1,18 * 10^(- 2) m o l // L

Com a concentração encontrada, conseguimos calcular o valor do pOH:

p O H = - log [O H^-] = - log (1,18 * 10^(- 2)) = 1,93

E por fim encontramos o valor do pH:

p H = 14,00 - p O H = 14,00 - 1,93

p H = 12,07

Prontinho pessoal, até mais!

Resposta

p H = 12,07 .

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Para os valores de p H de 2,0 , 6,0 e 10,0 , calcular os valores alfa para cada espécie em uma solução aquosa deácido fosforoso.
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