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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 14.Questões e Problemas - Ex. 26

Calcular o pH de uma solução de ácido iódico:

(a) 1,00 x 10-1 mol L-1.

(b) 1,00 x 10-2 mol L-1.

(c) 1,00 x 10-4 mol L-1.

Passo 1

E aí pessoal, belezinha? Vamos trabalhar em algumas questões que abordam os princípios das titulações de neutralização.

Para iniciar a resolução da problemática apresentada devemos escrever a equação química:

H I O 3 + H 2 O ⇆ H 3 O + + I O 3 -

Onde podemos observar que o íon sódio não participa da reação que utilizaremos.

A constante de ionização (tabelada para a reação utilizada) é:

K a = 1,7 ∙ 10 - 1

Como temos que:

H 3 O + = I O 3 -   e   H I O 3 = c H I O 3 - H 3 O +

Podemos reescrever a equação como:

H 3 O + 2 c H I O 3 - H 3 O + = 1,7 ∙ 10 - 1 = > H 3 O + 2 + 1,7 ∙ 10 - 1 H 3 O + - 1,7 ∙ 10 - 1 c H I O 3 = 0

Que é uma equação quadrática onde a variável é a concentração molar de íons hidrônio. Resolvendo para esta variável, usando os dados fornecidos em cada item, teremos:

Passo 2

Item a

H 3 O + 2 + 1,7 ∙ 10 - 1 H 3 O + - 1,7 ∙ 10 - 1 ∙ 0,1 = 0

= > H 3 O + 2 + 1,7 ∙ 10 - 1 H 3 O + - 1,7 ∙ 10 - 2 = 0

Daí, temos que:

H 3 O + = - 1,7 ∙ 10 - 1 ± 1,7 ∙ 10 - 1 2 - 4 ∙ 1 ∙ - 1,7 ∙ 10 - 2 2 ∙ 1

= > H 3 O + ≅ - 1,7 ∙ 10 - 1 ± 3,113 ∙ 10 - 1 2

= > H 3 O + ≅ - 1,7 ∙ 10 - 1 + 3,113 ∙ 10 - 1 2 ≅ 7,065 ∙ 10 - 2   M

Ou:

= > H 3 O + ≅ - 1,7 ∙ 10 - 1 - 3,113 ∙ 10 - 1 2 ≅ - 2,407 ∙ 10 - 1   M

Que é um valor não conveniente aos nossos cálculos por ser menor que zero, sendo assim descartado.

Com a concentração molar do hidrônio calculada, o pH é dado por:

p H = - log ⁡ 7,065 ∙ 10 - 2 ≅ 1,15

Passo 3

Item b

De forma similar ao item a, mas usando a concentração fornecida no item b teremos:

H 3 O + 2 + 1,7 ∙ 10 - 1 H 3 O + - 1,7 ∙ 10 - 1 ∙ 0,01 = 0

= > H 3 O + 2 + 1,7 ∙ 10 - 1 H 3 O + - 1,7 ∙ 10 - 3 = 0

Daí, temos que:

H 3 O + = - 1,7 ∙ 10 - 1 ± 1,7 ∙ 10 - 1 2 - 4 ∙ 1 ∙ - 1,7 ∙ 10 - 3 2 ∙ 1

= > H 3 O + ≅ - 1,7 ∙ 10 - 1 ± 1,889 ∙ 10 - 1 2

= > H 3 O + ≅ - 1,7 ∙ 10 - 1 + 1,889 ∙ 10 - 1 2 ≅ 9,450 ∙ 10 - 3   M

Ou:

= > H 3 O + ≅ - 1,7 ∙ 10 - 1 - 1,889 ∙ 10 - 1 2 ≅ - 1,795 ∙ 10 - 1   M

Que é um valor não conveniente aos nossos cálculos por ser menor que zero, sendo assim descartado.

Com a concentração molar do hidrônio calculada, o pH é dado por:

p H = - log ⁡ 9,450 ∙ 10 - 3 ≅ 2,02

Passo 4

Item c

De forma similar aos itens anteriores teremos:

H 3 O + 2 + 1,7 ∙ 10 - 1 H 3 O + - 1,7 ∙ 10 - 1 ∙ 0,0001 = 0

= > H 3 O + 2 + 1,7 ∙ 10 - 1 H 3 O + - 1,7 ∙ 10 - 5 = 0

Daí, temos que:

H 3 O + = - 1,7 ∙ 10 - 1 ± 1,7 ∙ 10 - 1 2 - 4 ∙ 1 ∙ - 1,7 ∙ 10 - 5 2 ∙ 1

= > H 3 O + ≅ - 1,7 ∙ 10 - 1 ± 1,702 ∙ 10 - 1 2

= > H 3 O + ≅ - 1,7 ∙ 10 - 1 + 1,702 ∙ 10 - 1 2 ≅ 1,000 ∙ 10 - 4   M

Ou:

= > H 3 O + ≅ - 1,7 ∙ 10 - 1 - 1,702 ∙ 10 - 1 2 ≅ - 1,701 ∙ 10 - 1   M

Que é um valor não conveniente aos nossos cálculos por ser menor que zero, sendo assim descartado.

Com a concentração molar do hidrônio calculada, o pH é dado por:

p H = - log ⁡ 1,000 ∙ 10 - 4 ≅ 4,00

Resposta

a) 1,15

b) 2,02

c) 4,00

Exercícios de Livros Relacionados

Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) deH_3 A s O_3 .
Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) :N a H_2 P O_3 .
Proporcionar um indicador adequado para as titulações baseadas nas seguintes reações; usar 0,05m o lL - 1 se for necessária a concentração no ponto de equivalência. H 2 T + 2 N a O H → N a 2 T + 2 H 2
Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) deH_2 S .
Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) :N a H S .