Responde Aí
Acesse com GoogleAcesse com AppleAcesse com Facebook

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. 132

  1. O valor de K w a 40°C é 3,8 × 10 - 14 . Qual é o pH da água pura a 40°C?
  2. Use os dados da parte (a) e o Exercício 11.25 e os valores para a autoprotólise da água a 25°C para determinar graficamente a entalpia e entropia da autoprotólise da água.
  3. Sugira uma interpretação do sinal de ∆ S ° .
  4. Escreva uma equação que descreva o pH da água pura em função da temperatura.

Passo 1

Muito bem gente, vamos olhar a reação de autoprotólise:

Sabendo que:

K w = H 3 O + O H -

Se:

K w = 3,8 × 10 - 14

Substituindo:

3,8 × 10 - 14 = x . x

x 2 = 3,8 × 10 - 14

x = 1,95 × 10 - 7 m o l L

Então:

H 3 O + = 1,95 × 10 - 7 m o l L

Para calcular o pH basta usarmos:

p H = - log ⁡ H 3 O +

Substituindo que encontramos:

p H = - log ⁡ 1,95 × 10 - 7 m o l L = 6,71

Passo 2

Agora nós vamos calcular a entalpia e a entropia. Vamos lembrar das fórmulas?

∆ H = ∆ H f 0 H 3 O + + ∆ H f 0 O H - - [ 2 ∆ H f 0 ( H 2 O ) ]

∆ S = ∆ S f 0 H 3 O + + ∆ S f 0 O H - - [ 2 ∆ S f 0 ( H 2 O ) ]

Usando os dados do Apêndice 2A

∆ H f 0 H 3 O + = - 285,83 k J m o l

∆ H f 0 O H - = - 229,99 k J m o l

∆ H f 0 H 2 O = - 285,83 k J m o l  

∆ S f 0 H 3 O + = 69,91 J K . m o l

∆ S f 0 O H - = - 10,75   J K . m o l  

∆ S f 0 H 2 O = - 69,91 J K . m o l

Agora vamos substituir:

∆ H = - 285,83 k J m o l - 229,99 k J m o l - 2 - 285,83 k J m o l = 55,84   k J  

∆ S = 69,91 J K . m o l - 10,75   J K . m o l - 2 - 69,91 J K . m o l = - 80,66 J K

Passo 3

Na letra c nós precisamos entender este sinal negativo da entropia, não é?

Quando nós temos ∆ S < 0 indica que a reação ocorreu com diminuição da entropia, ou seja, diminuição da desordem do sistema.

Terminamos a c e já seguimos para a d!!

Sabemos que:

H 3 O + = K w

Então o pH será:

p H = log ⁡ K w

Agora já está mais fácil, porque sabemos como calcular K w em função da temperatura, não é:

K w = e - ∆ G R T

Substituímos:

p H = log ⁡ e - ∆ G R T

E é isso aí, terminamos nossa questão !!

Resposta

  1. 6,71 ;
  2. ∆ H = 55,84   k J   |   ∆ S = - 80,66 J K ;
  3. D i m i n u i ç ã o   d a   d e s o r d e m   d o   s i s t e m a ;
  4. p H = log ⁡ e - ∆ G R T .
Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Calcule o pH das seguintes soluções: (a) 0,071 M de FeCl3(aq)
(b)Uma amostra de 1,59g de NaHCO3 foi dissolvida em água para formar 200 mL de solução. Qual é o pH da solução?
Uma amostra de 15,5 g de CH3NH3Cl foi dissolvida em água para preparar 450 mL de solução. Qual é o pH da solução?
A água da chuva é ligeiramente ácida devido ao dióxido de carbono dissolvido. A chuva ácida resulta da reação de óxidos de enxofre e nitrogênio, ácidos, produzidos na combustão de carvão e petróleo, c
A água da chuva é ligeiramente ácida devido ao dióxido de carbono dissolvido. A chuva ácida resulta da reação de óxidos de enxofre e nitrogênio, ácidos, produzidos na combustão de carvão e petróleo, c