O amônio (
) é o ácido conjugado da amônia (
). a) Qual é o valor de constante de dissociação ácida (
) do amônio? b) Qual é o pH de uma solução 0,100
de cloreto de amônio (
)? c) Qual é o pH de uma solução
de acetato de sódio?
Passo 1
O enunciado pede três coisas:
- (a) Calcular a constante de dissociação ácida
do íon amônio . - (b) Calcular o pH de uma solução
de cloreto de amônio . - (c) Calcular o pH de uma solução
de acetato de sódio .
Informações dadas / assumidas:
- O enunciado afirma que
é o ácido conjugado da amônia . - Vou usar valores padrão à
: a constante de ionização da água , e o valor padrão de . - Para o acetato, vou usar o valor padrão de
. - Assumo solução aquosa diluída e temperatura
.
Passo 2
Conceito-chave: relação entre
e
de pares conjugados.
- Se uma base fraca
tem constante de basicidade para a reação
e o ácido conjugado
tem constante de acidez
para
então multiplicando as duas expressões de equilíbrio e cancelando termos resulta
onde
é a constante de ionização da água. Isso é útil porque conhecendo
de
podemos obter
de
por
Passo 3
Cálculo da parte (a):
do
.
Usando os valores escolhidos:
Usando os valores escolhidos:
Aplicando a relação
Agora a conta:
Portanto o valor numérico é
(a
).
Passo 4
Como calcular pH de um sal de ácido fraco / base conjugada: ideia geral.
- Para um sal que contém apenas o cátion ácido conjugado (ex.:
), a espécie relevante é o cátion ácido que sofre
- Montamos uma tabela de concentrações iniciais e de equilíbrio, escrevemos a expressão de
e resolvemos para . - Se
for pequeno e a concentração inicial for razoável, podemos usar a aproximação e obter
Depois calculamos
.
- Sempre verificamos a aproximação calculando
; se for a aproximação é segura.
Passo 5
Cálculo da parte (b): pH de solução
de
.
Reação de ionização do cátion amônio:
Reação de ionização do cátion amônio:
Concentrações iniciais:
(desprezível comparado ao que se formará).
Seja a quantidade dissociada, então em equilíbrio:
Seja
A expressão de
é
Usando a aproximação
obtemos
Substituindo
:
Verificação da aproximação:
ou seja, a aproximação é totalmente válida.
Agora o pH:
Passo 6
Cálculo da parte (c): pH de solução
de acetato de sódio
.
- O íon acetato
é a base conjugada do ácido acético . - Para bases conjugadas, usamos
. Aqui (valor padrão a ).
Calculamos:
Reação de hidrólise (geração de
):
Concentração inicial:
.
Seja a concentração de
formada; em equilíbrio:
Seja
Expressão de
:
Usando
:
Fazendo a conta:
Verificação:
aproximação válida.
Agora calculamos
e convertemos para
:
e usando
(a
):
Resposta
(a)
\n(b)
\n(c)