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. 68
Uma solução 35,0% em massa de metilamina () em água tem densidade igual a 0,85 g.cm-3. (a) Desenhe as estruturas de Lewis da molécula de metilamina e de seu ácido conjugado. (b) Se 50,0 mL dessa solução forem diluídos até 1000,0 mL, qual é o pH da solução final?
Dado:
Passo 1
(a) Desenhamos a estrutura de um grupo ligado diretamente ao grupo , evidenciando o par de elétrons não ligante do nitrogênio.
Como visto, para o ácido conjugado, metilamônio, o par de elétrons não ligante abriga um próton, dando carga formal positiva para o átomo de nitrogênio.
Passo 2
(b)Uma solução 35,0% de metilamina em água significa que de cada 100 gramas de solução aquosa, 35,0 g são de , e 65,0 g restantes são de água.
Pra determinar o pOH, e por consequência o pH, vamos usar a equação aproximada . A questão é que não temos o dado . Mas temos um dado de concentração, que podemos converter para concentração molar, que é o caso de .
Pelo dado de densidade da solução, temos que 1 mL (1 cm3) comporta 0,85 g de solução. Quanto, em massa de solução, ocupam-se 1000 mL? Regra de três (muito) simples!
Facilmente vemos que de solução. Agora, quanto, em gramas, de há nesses 850 g de solução? Outra regra de três simples!
Determinamos de . Ou seja, temos 297,5 g de em 1000 mL (1 L) de solução!
Convertemos esse valor em massa de para o valor em mols a partir da formulinha , em que o número de mols equivale à massa da substância sobre sua massa molar. Teremos:
Por fim, temos a concentração molar da solução, que será .
Passo 3
Calculamos pH:
Esse, porém, é o pH da solução originalmente preparada. Se pegamos esse volume e diluímos a 1000,0 mL, é porque adicionamos 950,0 mL de água, que admitimos ter pH neutro = 7,00. Com uma média ponderada simples, podemos determinar o pH resultante (os volumes são os pesos):
Resposta
Ei, a resposta está no passo a passo :)