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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 11.1 - Ex. 28

Calcule a molaridade inicial de K N H 2 e as molaridades de K + , N H 2 - , O H - e H 3 O + em 0,250   L de uma solução, em água, que contém 0,60   g de K N H 2 .

Passo 1

Molaridade ( M ) de  K N H 2 é o número de mols de  K N H 2 em litro de solução.

M   d e   K N H 2 = n K N H 2 V s o l u ç ã o

Mas o número de mols de  K N H 2 é a massa de  K N H 2 dividida por sua massa molar. Nós temos a massa de  K N H 2 como  0,60   g . Massa molar de  K N H 2 é  55,12   g . m o l - 1 . Portanto, calcule o número de mols de  K N H 2 .

n K N H 2 = 0,60 g 55,12 g . m o l - 1 = 1,1 × 10 - 2   m o l

Portanto, número de mols de  K N H 2 é  1,1 × 10 - 2   m o l .

Passo 2

Cálculo da molaridade inicial de  K N H 2 :

Substitua  1,1 × 10 - 2   m o l por  n K N H 2 e  0,250   L para o volume de solução relação de molaridade.

M   d e   K N H 2 = n K N H 2 V s o l u ç ã o = 1,1 × 10 - 2   m o l   0,250   L = 4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1

Portanto, a concentração inicial de   K N H 2  é  4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1 .

Passo 3

Cálculo de molaridades de   K + e  N H 2 - .

Em solução aquosa  K N H 2 dissocia-se completamente. A dissociação pode ser mostrada como abaixo.

K N H 2 a q → K + a q + N H 2 - ( a q )

A partir da reação anterior, uma mol de  K N H 2 forma  1   m o l de  K + e 1   m o l de  N H 2 - . Então [ K + ] = [ K N H 2 ] e   [ N H 2 - ] = [ K N H 2 ]  . Mas  [ K N H 2 ] é  4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1 . Portanto,  [ K + ] é  4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1 e  [ N H 2 - ] é  4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1 .

Passo 4

Cálculo de  [ O H - ] :

N H 2 -  é uma base forte. Assim, em solução aquosa aceita um próton da água e forma N H 3  e  O H - . A reação pode ser mostrada como abaixo.

N H 2 - a q + H 2 O l → N H 3 ( a q ) + O H - ( a q )

A partir da reação acima, 1   m o l de  N H 2 - forma 1   m o l de  O H - . Nós temos  [ N H 2 - ] como  4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1 . Portanto [ O H - ] = 4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1 .

Passo 5

Cálculo de [ H 2 O + ] :

A relação entre  [ H 2 O + ] e  [ O H - ] é como abaixo. 

K w = H 3 O + [ O H - ]

K w é a constante de autoprotólise da água que é igual a 1,0 × 10 - 14  a 25 ° C . A unidade para  K w é m o l . L - 1 2  pois é o produto de H 3 O + e [ O H - ] . Reorganize a equação acima para calcular  H 3 O + .

H 3 O + = 1,0 × 10 - 14 O H -

Substitua  4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1 na expressão acima para calcular a concentração de íon hidrônio.

H 3 O + = 1,0 × 10 - 14 m o l . L - 1 2 4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1 = 2,3 × 10 - 13 m o l . L - 1

Portanto, a concentração de íon hidrônio é  2,3 × 10 - 13 m o l . L - 1 .

Resposta

K N H 2 :   4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1

[ K + ] :  4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1

[ N H 2 - ] :  4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1

[ O H - ] : 4,4 × 10 - 2   m o l . L - 1

H 3 O + : 2,3 × 10 - 13 m o l . L - 1

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