Exercícios Resolvidos de Cálculos de pH

UFRJ – Química Analítica. Prof. Ricardo Santelli. Exercício de aula.

Escrever os balanços de massa e de carga para uma solução de ácido sulfúrico em água. Dados: K a 1 = ∞ e K a 2 = 1,02 . 10 - 2 .

Passo 1

Como o ácido sulfúrico ( H 2 S O 4 ) é diprótico, ele tem dois K a e duas reações de equilíbrio de ionização:

H 2 S O 4 + H 2 O ⇌ H 3 O + + H S O 4 -

H S O 4 - + H 2 O ⇌ H 3 O + + S O 4 2 -

Além disso, temos o equilíbrio de autoionização da água, que deve ser considerado no nosso balanço de cargas.

2 H 2 O ⇌ H 3 O + + O H -

Beleza, todo os equilíbrios que estão ocorrendo estão aí em cima.

Hora de fazer os balanços.

MOSTRAR SOLUÇÃO COMPLETA

Passo 2

No balanço de massa, sabemos que todo o ácido adicionado (ou seja, sua concentração analítica) está no meio como H 2 S O 4 , H S O 4 - ou S O 4 2 - . Portanto:

C a = H 2 S O 4 + H S O 4 - + [ S O 4 2 - ]

Como o K a 1 = ∞ , podemos considerar que não existe ácido sulfúrico totalmente protonado no meio. Isso é:

H 2 S O 4 = 0

Dessa forma, nosso BM será:

C a = H S O 4 - + [ S O 4 2 - ]

Passo 3

Já no balanço de carga, não podemos esquecer de multiplicar o [ S O 4 2 - ] por dois. Já que cada mol de S O 4 2 - tem dois mols de carga!

E o BC fica:

H 3 O + = O H - + H S O 4 - + 2 [ S O 4 2 - ]

Resposta

BM: C a = H S O 4 - + [ S O 4 2 - ]

BC: H 3 O + = O H - + H S O 4 - + 2 [ S O 4 2 - ]

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