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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 14.Questões e Problemas - Ex. 21

Calcular o pH de uma solução de HOCl:

(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 O C l + H 2 O ⇆ H 3 O + + O C l -

A constante de ionização (usando seu valor tabelado para o ácido hipocloroso) é dada por:

K a = H 3 O + O C l - H O C l = 3 ∙ 10 - 8

Como temos que:

H 3 O + = O C l -   e   H O C l = c H O C l - H 3 O +

Podemos reescrever a equação como:

H 3 O + 2 c H O C l - H 3 O + = 3 ∙ 10 - 8 = > H 3 O + 2 + 3 ∙ 10 - 8 H 3 O + - 3 ∙ 10 - 8 c H O C l = 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 + 3 ∙ 10 - 8 H 3 O + - 3 ∙ 10 - 8 ∙ 0,1 = 0

= > H 3 O + 2 + 3 ∙ 10 - 8 H 3 O + - 3 ∙ 10 - 9 = 0

Daí, temos que:

H 3 O + = - 3 ∙ 10 - 8 ± 3 ∙ 10 - 8 2 - 4 ∙ 1 ∙ - 3 ∙ 10 - 9 2 ∙ 1 ≅ - 3 ∙ 10 - 8 ± 1,0954 ∙ 10 - 4 2

= > H 3 O + ≅ - 3 ∙ 10 - 8 + 1,0954 ∙ 10 - 4 2 ≅ 5,476 ∙ 10 - 5   M

Ou:

= > H 3 O + ≅ - 3 ∙ 10 - 8 - 1,0954 ∙ 10 - 4 2 ≅ - 5,479 ∙ 10 - 5   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 ⁡ 5,476 ∙ 10 - 5 ≅ 4,26

Passo 3

Item b

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

H 3 O + 2 + 3 ∙ 10 - 8 H 3 O + - 3 ∙ 10 - 8 ∙ 0,01 = 0

= > H 3 O + 2 + 3 ∙ 10 - 8 H 3 O + - 3 ∙ 10 - 10 = 0

Daí, temos que:

H 3 O + = - 3 ∙ 10 - 8 ± 3 ∙ 10 - 8 2 - 4 ∙ 1 ∙ - 3 ∙ 10 - 10 2 ∙ 1 ≅ - 3 ∙ 10 - 8 ± 3,464 ∙ 10 - 5 2

= > H 3 O + ≅ - 3 ∙ 10 - 8 + 3,464 ∙ 10 - 5 2 ≅ 1,731 ∙ 10 - 5   M

Ou:

= > H 3 O + ≅ - 3 ∙ 10 - 8 - 3,464 ∙ 10 - 5 2 ≅ - 1,734 ∙ 10 - 5   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 ⁡ 1,731 ∙ 10 - 5 ≅ 4,76

Passo 4

Item c

De forma similar aos itens anteriores teremos:

H 3 O + 2 + 3 ∙ 10 - 8 H 3 O + - 3 ∙ 10 - 8 ∙ 0,0001 = 0

= > H 3 O + 2 + 3 ∙ 10 - 8 H 3 O + - 3 ∙ 10 - 12 = 0

Daí, temos que:

H 3 O + = - 3 ∙ 10 - 8 ± 3 ∙ 10 - 8 2 - 4 ∙ 1 ∙ - 3 ∙ 10 - 12 2 ∙ 1 ≅ - 3 ∙ 10 - 8 ± 3,464 ∙ 10 - 6 2

= > H 3 O + ≅ - 3 ∙ 10 - 8 + 3,464 ∙ 10 - 6 2 ≅ 1,717 ∙ 10 - 6   M

Ou:

= > H 3 O + ≅ - 3 ∙ 10 - 8 - 3,464 ∙ 10 - 6 2 ≅ - 1,747 ∙ 10 - 6   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 ⁡ 1,717 ∙ 10 - 6 ≅ 5,76

Resposta

a) 4,26

b) 4,76

c) 5,76

Exercícios de Livros Relacionados

Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) deH_3 P O_3 .
Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) deN a_2 H P O_3 .
Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) deH_2 N C_2 H_4 N H_2 .
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. N H 2 C 2 H 4 N H 2 + H C l → N H 2
Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) deN a_3 A s O_4 .