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Enunciado

Química - Fundamentos de química analítica, Skoog- Ed: 8º - Capítulo 9.Questões e Problemas - Ex. 24

Qual solução tem capacidade tamponante mais elevada:

  1. uma mistura contendo 0,100   m o l   L - 1 de N H 3 e 0,200   m o l   L - 1 de N H 4 C l , ou
  2. uma mistura contendo 0,0500   m o l   L - 1 de N H 3 e 0,100   m o l   L - 1 de N H 4 C l ?

Passo 1

Oi galera, como vocês estão? Vem fazer este exercício comigo.

O valor da constante de dissociação ácida ( K a ) para N H 4 + é tabelado, então:

K a = 5,70 ∙ 10 - 10

Os equilíbrios que precisamos considerar são:

N H 4 + + H 2 O ⇌ N H 3 + H 3 O +                                   K a = 5,70 ∙ 10 - 10                                                                            

N H 3 + H 2 O ⇌ N H 4 + + O H -                                   K b = K w K a = 1,00 ∙ 10 - 14 5,70 ∙ 10 - 10 = 5,70 ∙ 10 - 5

E temos as seguintes equações:

N H 4 + = c N H 4 C l + O H - - [ H 3 O + ] ≈   c N H 4 C l + O H -

N H 3 = c N H 3 + H 3 O + - O H - ≈   c N H 3 - O H -

Como   K b é várias ordens de grandeza maior que K a , podemos considerar que a solução seja alcalina e que O H - seja muito maior que H 3 O + . Portanto, desprezamos a concentração de H 3 O + nessas aproximações. Também iremos considerar que O H - seja bem menor que c N H 4 C l e c N H 3 de forma que:

N H 4 + ≈ c N H 4 C l

N H 3 ≈   c N H 3

Passo 2

Para a mistura contendo 0,100   m o l   L - 1 de N H 3 e 0,200   m o l   L - 1 de N H 4 C l , temos:

N H 4 + = 0,200   m o l / L

N H 3 = 0,100   m o l / L

Substituindo N H 4 + na equação da constante de dissociação:

H 3 O + = K a ∙ [ N H 4 + ] [ N H 3 ] = 5,70 ∙ 10 - 10 ∙ 0,200 0,100

H 3 O + = 1,14 ∙ 10 - 9

Com isso conseguimos descobrir o p H :

p H = - log ⁡ 1,14 ∙ 10 - 9 = 8,94

Passo 3

Para a mistura contendo 0,0500   m o l   L - 1 de N H 3 e 0,100   m o l   L - 1 de N H 4 C l , temos:

N H 4 + = 0,100   m o l / L

N H 3 = 0,0500   m o l / L

Substituindo N H 4 + na equação da constante de dissociação:

H 3 O + = K a ∙ [ N H 4 + ] [ N H 3 ] = 5,70 ∙ 10 - 10 ∙ 0,100 0,0500

H 3 O + = 1,14 ∙ 10 - 9

Com isso conseguimos descobrir o p H :

p H = - log ⁡ 1,14 ∙ 10 - 9 = 8,94

Até mais pessoal.

Resposta

Como os valores de pH encontrados são iguais ( p H = 8,94 ), então ambas têm a mesma capacidade tamponante.

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