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Enunciado

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

Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) :

  1. N a H_2 P O_3 .

Passo 1

Olá galerinha, tudo bem com vocês? Primeiramente iremos relembrar como calculamos o pH de soluções de sais.

Sabemos que os sais anfipróticos têm as duas propriedades ácida e básica, eles são formados durante a titulação de neutralização de ácidos e bases polifunciomais. Quando adicionamos 1 mol de N a O H for adicionado a uma solução que contém 1 mol de ácido H_2 A , formando 1 mol de N a H A . O pH dessa solução é determinado por dois equilíbrios estabelecidos entre H A^- e a água:

H A^- + H_2 O ⇌ A^(2 -) + H_3 O^+ K_a_2 = ([H_3 O^+] [ A^(2 -) ])/([ H A^- ])

H A^- + H_2 O ⇌ H_2 A + O H^- K_b_2 = (K_w)/(K_a_1) = ([H_2 A] [ O H^- ])/([ H A^- ])

Em que K_a_1 e K_a_2 são constantes de dissociação do ácido H_2 A , e K_b_2 é a constante de dissociação básica para H A^- . Se:

  • K_b_2 > K_a_2 solução alcalina
  • K_a_2 > K_b_2 solução ácida.

Para descobrirmos a concentração de hidrônio, podemos considerar a seguinte equação:

[H_3 O^+] = sqrt((K_a_2 * c_N a H A + K_w)/(1 + (c_N a H A)/(K_a_1)))

Onde K_w é a constante do produto iônico da água ( K_w = 1,00 * 10^(- 14) ).

Sabendo disto, vamos para nosso exercício.

Passo 2

Pelo enunciado temos a concentração do sal:

c_N a H_2 P O_3 = 0,0400 m o l // L

As reações do ácido fosforoso e suas respectivas constantes de dissociação ácida ( K_a ) são:

H_3 P O_3 + H_2 O ⇌ H_2 P O_3^- + H_3 O^+ K_a_1 = 3 * 10^(- 2)

H_2 P O_3^- + H_2 O ⇌ H P O_3^(2 -) + H_3 O^+ K_a_2 = 1,62 * 10^(- 7)

Os dois equilíbrios estabelecidos entre H_2 P O_3^- e a água são:

H_2 P O_3^- + H_2 O ⇌ H P O_3^(2 -) + H_3 O^+ K_a_2 = 5,42 * 10^(- 5)

H_2 P O_3^- + H_2 O ⇌ H_3 P O_3 + O H^- K_b_2 = (K_w)/(K_a_1)

Passo 3

Substituindo os valores na equação da concentração de H_3 O^+ :

[H_3 O^+] = sqrt((1,62 * 10^(- 7) * 0,04 + 1,00 * 10^(- 14))/(1 + 0,04 // 3,00 * 10^(- 2))) = 5,27 * 10^(- 5) m o l // L

Por fim, conseguimos calcular o valor do pH:

p H = - log [H_3 O^+] = - log ( 5,27 * 10^(- 5) )

p H = 4,28

Prontinho pessoal, até mais!

Resposta

p H = 4,28 .

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