Calcular o pH de uma solução que é preparada para conter as seguintes concentrações analíticas:
de HCl e
de ácido carbônico.
Passo 1
O enunciado pede o pH de uma solução que contém ácido forte (HCl) em
e ácido fraco (ácido carbônico,
) em
, sabendo que a primeira constante de dissociação do ácido carbônico é
O conteúdo envolve equilíbrio ácido–base com ácido forte (que fornece íons
praticamente completos) e ácido fraco em presença de íon comum.
Passo 2
Definimos as concentrações iniciais antes do equilíbrio do ácido fraco:
(proveniente totalmente da ionização de HCl),
,
.
Passo 3
Escrevemos a expressão da constante de primeira dissociação do ácido fraco:
Chamando de
a concentração de
formada, no equilíbrio teremos:
Passo 4
Como
é pequeno e a concentração de
inicial é relativamente grande, aplicamos a aproximação
, logo
. Assim
Verificamos que
e
, confirmando a validade da aproximação.
Passo 5
A concentração total de
no equilíbrio é
O pH é dado por
Resposta
O pH da solução é aproximadamente
.