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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. 61

Calcule o pH, o pOH e a percentagem de protonação do soluto nas seguintes soluções em água: (a) 0,057 M de N H 3 (aq); (b) 0,162 M de N H 2 O H (aq); (c) 0,35 M de ( C H 3 ) 3 N (aq); (d) 0,0073 M de codeína, sabendo que o p K a de seu ácido conjugado é 8,21.

Dados: K b   N H 3 = 1,8 × 10 - 5

K b   N H 2 O H = 1,1 × 10 - 8

K b   ( C H 3 ) 3 N = 6 , 5 × 10 - 5

K b   c o d e í n a = ( 10 - 14 / 10 - 8,21 )

p H + p O H = 14,0 0

Passo 1

A concentração de de O H - de uma solução de base fraca está relacionada com K b e a concentração formal (analítica) da base, a partir da seguinte equação aproximada:

O H - = K b ∙ C b

Conseguimos, assim, determinar pOH, e pH, por consequência, facilmente.

Para determinarmos, por fim, a percentagem de protonação, podemos tomar como aproximação a hipótese de que b a s e = O H - , admitindo que temos soluções suficientemente concentradas em base.

Passo 2

(a) - log ⁡ O H - = - l o g ⁡ ( K b ∙ C b )

O H - = 1,8 × 10 - 5 ∙ 0,057 = 1,01 × 10 - 3

∴ p O H = - log ⁡ 1,8 × 10 - 5 ∙ 0,057 = 2 , 99

∴ p H = 14 - 2,99 = 11,01

∴ α = [ N H 4 + ] 0,057 ≅ O H - 0,057 = 1,01 × 10 - 3 0,057 = 0,018 ≡ 1,8 %

Passo 3

(b) - log ⁡ O H - = - l o g ⁡ ( K b ∙ C b )

O H - = 1,1 × 10 - 8 ∙ 0 , 162 = 4,22 × 10 - 5

∴ p O H = - log ⁡ 1,1 × 10 - 8 ∙ 0,162 = 4,37

∴ p H = 14 - 4,37 = 9,62

∴ α = [ N H 3 O H + ] 0 , 162 ≅ O H - 0 , 162 = 4,22 × 10 - 5 0 , 162 = 0,0 0026 ≡ 0,026 %

Passo 4

(c) - log ⁡ O H - = - l o g ⁡ ( K b ∙ C b )

O H - = 6,5 × 10 - 5 ∙ 0 , 35 = 4 , 77 × 10 - 3

∴ p O H = - log ⁡ 6,5 × 10 - 5 ∙ 0,35 = 2,32

∴ p H = 14 - 2,32 = 11,68

∴ α = [ ( C H 3 ) 3 N H + ] 0 , 35 ≅ O H - 0 , 35 = 4,77 × 10 - 3 0 , 35 = 0,0 14 ≡ 1,4 %

Passo 5

(d) - log ⁡ O H - = - l o g ⁡ ( K b ∙ C b )

O H - = ( 10 - 14 / 10 - 8,21 ) ∙ 0 , 0073 = 1,09 × 10 - 4

∴ p O H = - log ⁡ ( 10 - 14 / 10 - 8,21 ) ∙ 0,0073 = 3,96

∴ p H = 14 - 3,96 = 10 , 04

∴ α = [ c o d e í n a - H + ] 0,0073 ≅ O H - 0,0073 = 1,09 × 10 - 4 0,0073 = 0,0 15 ≡ 1,5 %

Resposta

Ei, a resposta está no passo a passo :)

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