Calcular o pH de uma solução de NH4 Cl ;[O valor de Kb para reação é 1,810^-5].
NH4^+ (aq)+H2 O <=ftharpoons NH3(aq)+H3 O(aq)^+
1,010^-1 mol L^-1;
OBS: A fórmula para obter a constante de hidrólise da reação é K h=K wK b

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Precisamos calcular o pH de uma solução de cloreto de amônio ( NH4Cl) que tem uma concentração de 1,0 times 10^-1 mol/L. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química de ácidos e bases, especialmente sobre hidrólise de sais e constantes de equilíbrio.

Passo 2

O NH4Cl é um sal que, quando dissolvido em água, se divide em íons NH4^+ e Cl^-. O íon NH4^+ é o ácido conjugado da amônia ( NH3) e pode reagir com água, liberando íons hidroxônio ( H3O^+), o que torna a solução ácida.

Passo 3

Para calcular o pH, precisamos encontrar a concentração de íons H3O^+. Vamos usar a constante de hidrólise ( Kh), que está relacionada com a constante de ionização da água ( Kw) e a constante de base ( Kb) da amônia. A fórmula é:
Kh = KwKb
Sabemos que Kw = 1,0 times 10^-14 e Kb = 1,8 times 10^-5. Vamos calcular o Kh:
Kh = 1,0 times 10^-141,8 times 10^-5 approx 5,56 times 10^-10

Passo 4

A reação de hidrólise do NH4^+ é:
NH4^+ + H2O <=ftharpoons NH3 + H3O^+
A expressão para Kh é:
Kh = [NH3][H3O^+][NH4^+]

Passo 5

Vamos montar uma tabela para as concentrações:
Espécie Antes da reação Durante a reação No equilíbrio
NH4^+ 1,0 times 10^-1 mol/L -x 1,0 times 10^-1 - x
NH3 0 +x x
H3O^+ 0 +x x
Substituindo na expressão de Kh:
5,56 times 10^-10 = x times x1,0 times 10^-1 - x
Como Kh é muito pequeno, podemos assumir que x é muito menor que 1,0 times 10^-1, então 1,0 times 10^-1 - x approx 1,0 times 10^-1. A equação simplifica para:
5,56 times 10^-10 approx x^21,0 times 10^-1
Multiplicando ambos os lados por 1,0 times 10^-1:
x^2 = 5,56 times 10^-10 times 1,0 times 10^-1 = 5,56 times 10^-11
Agora, tiramos a raiz quadrada para encontrar x:
x = raiz5,56 times 10^-11 approx 7,46 times 10^-6 mol/L
Aqui, x representa a concentração de H3O^+.

Resposta

O pH da solução de NH4Cl é aproximadamente 5,13.

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