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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 15.Questões e Problemas - Ex. 7f

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

  1. H_2 N C_2 H_4 N H_2 .

Passo 1

Olá galerinha, tudo bem com vocês? Para a formação de H_2 N C_2 H_4 N H_2 , temos as seguintes reações e suas respectivas constantes de dissociação ácida:

N H_3^+ C_2 H_4 N H_3^+ + H_2 O ⇌ H_2 N C_2 H_4 N H_3^+ + H_3 O^+ K_a_1 = 1,42 * 10^(- 7)

H_2 N C_2 H_4 N H_3^+ + H_2 O ⇌ H_2 N C_2 H_4 N H_2 + H_3 O^+ K_a_2 = 1,18 * 10^(- 10)

Como temos a concentração de H_2 N C_2 H_4 N H_2 :

c_H_2 N C_2 H_4 N H_2 = 0,0400 m o l // L

Precisamos das constantes de dissociação básicas:

H_2 N C_2 H_4 N H_2 + H_2 O ⇌ H_2 N C_2 H_4 N H_3^+ + O H^- K_b_1

H_2 N C_2 H_4 N H_3^+ + H_2 O ⇌ N H_3^+ C_2 H_4 N H_3^+ + O H^- K_b_2

Sendo assim, pela seguinte equação conseguimos descobrir a concentração do hidróxido:

[ O H^- ]^2 + K_b_1 * [O H^-] - K_b_1 * c_a = 0

E a constante de dissociação básica é:

K_b_1 = (K_w)/(K_a_2) = (1,00 * 10^(- 14))/(1,18 * 10^(- 10)) = 8,47 * 10^(- 5)

Passo 2

Substituindo na equação da concentração do hidróxido:

[ O H^- ]^2 + 8,47 * 10^(- 5) * [O H^-] - 8,47 * 10^(- 5) * 0,04 = 0

[ O H^- ]^2 + 8,47 * 10^(- 5) * [O H^-] - 3,39 * 10^(- 6) = 0

Agora iremos resolver esta equação de segundo grau:

Delta = b^2 - 4 a c = (8,47 * 10^(- 5))^2 - 4 * ( - 3 , 39 * 10^(- 6) )

Delta = 1 , 36 * 10^(- 5)

[O H^-] = (- b + sqrt(Delta))/(2 a) = (- 8,47 * 10^(- 5) + sqrt(1 , 36 * 10^(- 5)))/(2)

[O H^-] = 1,80 * 10^(- 3) m o l // L

Passo 3

Com a concentração do hidróxido, conseguimos encontrar o valor do pOH:

p O H = - log [O H^-] = - log (1,80 * 10^(- 3)) = 2,74

E por fim, calculamos o valor do pH:

p H = 14,00 - p O H = 11,26

Prontinho pessoal, até mais!

Resposta

p H = 11,26 .

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