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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 14.Questões e Problemas - Ex. 33ab

Qual é o pH de uma solução que:

(a) foi preparada pela dissolução de 3,30 g (NH4)2SO4 em água, adicionando-se 125,0 mL de NaOH 0,1011 mol L-1 e diluindo-se a 500,0 mL?

(b) contém piperidina 0,120 mol L-1 e seu cloreto 0,080 mol L-1?

(c) contém etilamina 0,050 mol L-1 e seu cloreto 0,167 mol L-1?

(d) foi preparada pela dissolução de 2,32 g de anilina (93,13 g/mol) em 100,0 mL de HCl 0,0200 mol L-1 e diluído a 250,0 mL?

Passo 1

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

Em cada uma das partes deste problema, estamos lidando com uma base fraca B e seu ácido conjugado BHCl ou (BH)2SO4. O equilíbrio determinante do pH pode então ser escrito como:

B H + + H 2 O ⇆ H 3 O + + B

No equilíbrio, as concentrações de BH+ e B são dadas por:

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

B = c B - O H - + H 3 O +

Em muitos casos as concentrações de íons hidroxila e hidrônio são muito menores que cB e cBHCl, e daí usamos:

B H + ≈ c B H C l   e   B ≈ c B

Logo, teremos que:

H 3 O + ∙ [ B ] [ B H + ] = K a = > H 3 O + ∙ c B c B H C l ≈ K a = > H 3 O + = K a ∙ c B H C l c B

Item a

Para iniciar a resolução deste item vamos calcular a quantidade de mols de amônio e de hidróxido de sódio:

n N H 4 + = 3,30   g ∙ 1   m o l   d e   s u l f a t o 132,084   g ∙ 2   m o l s   d e   a m ô n i o 1   m o l   d e   s u l f a t o ≅ 49,97   m m o l s

n N a O H = 125,0   m L ∙ 0,1011 m o l L ≅ 12,64   m m o l s

Comparando essas quantidades molares temos que:

c N H 3 = 12,64   m m o l s   d e   N a O H ∙ 1   m m o l   d e   a m ô n i a 1   m m o l   d e   N a O H ∙ 1 500,0   m L = 2,528 ∙ 10 - 2   M

c N H 4 + = 49,97 - 12,64   m m o l s   d e   a m ô n i o ∙ 1 500,0   m L = 7,466 ∙ 10 - 2   M

Usando a relação:

H 3 O + = K a ∙ c B H C l c B

Substituindo os valores obtidos e a constante tabelada, teremos:

H 3 O + = 5,7 ∙ 10 - 10 ∙ 7,466 ∙ 10 - 2 2,528 ∙ 10 - 2 ≅ 1,683 ∙ 10 - 9   M

Daí, o pH é dado por:

p H ≅ - log ⁡ 1,683 ∙ 10 - 9 ≅ 8,77

Passo 2

Item b

Neste item podemos substituir diretamente os valores fornecidos na relação:

H 3 O + = K a ∙ c B H C l c B

Usando a constante tabelada, obtemos:

H 3 O + = 7,5 ∙ 10 - 12 ∙ 0,080 0,120 = 5 ∙ 10 - 12   M

Daí, o pH é dado por:

p H = - log ⁡ 5 ∙ 10 - 12 ≅ 11,30

Resposta

a) 8,77

b) 11,30

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