Calcule o pH a
das soluções a seguir que apresentam concentração inicial (de ácido ou base) igual a
:
a) solução de ácido nítrico;
b) solução de hidróxido de potássio;
c) solução de hidróxido de cálcio;
d) solução de ácido acético
;
e) solução de amônia (
).
a) solução de ácido nítrico;
b) solução de hidróxido de potássio;
c) solução de hidróxido de cálcio;
d) solução de ácido acético
e) solução de amônia (
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente calcular o pH, a 25 °C, de cinco soluções todas com concentração inicial de 0,15 mol·L⁻¹. São elas:
a) ácido nítrico (HNO₃),
b) hidróxido de potássio (KOH),
c) hidróxido de cálcio (Ca(OH)₂),
d) ácido acético (CH₃COOH) com Ka = 1,75×10⁻⁵,
e) amônia (NH₃) com Kb = 1,75×10⁻⁵.
a) ácido nítrico (HNO₃),
b) hidróxido de potássio (KOH),
c) hidróxido de cálcio (Ca(OH)₂),
d) ácido acético (CH₃COOH) com Ka = 1,75×10⁻⁵,
e) amônia (NH₃) com Kb = 1,75×10⁻⁵.
Conteúdo: conceitos de pH e pOH, Kw, ácidos/bases fortes (dissociação total) e fracos (equilíbrio químico). A gente vai usar:
- pH = −log[H⁺]
- pOH = −log[OH⁻]
- pH + pOH = 14 (a 25 °C)
- Para fracos, assumir
e usar
Passo 2
(a) Ácido nítrico é forte, dissocia 100%:
HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻
Logo [H⁺] = 0,15 M.
pH = −log[H⁺] = −log(0,15) ≈ 0,82
HNO₃ → H⁺ + NO₃⁻
Logo [H⁺] = 0,15 M.
pH = −log[H⁺] = −log(0,15) ≈ 0,82
Passo 3
(b) KOH também é forte, dissocia 100%:
KOH → K⁺ + OH⁻
[OH⁻] = 0,15 M.
pOH = −log[OH⁻] = −log(0,15) ≈ 0,82
Como pH + pOH = 14, então pH = 14 − 0,82 = 13,18
KOH → K⁺ + OH⁻
[OH⁻] = 0,15 M.
pOH = −log[OH⁻] = −log(0,15) ≈ 0,82
Como pH + pOH = 14, então pH = 14 − 0,82 = 13,18
Passo 4
© Ca(OH)₂ é forte e solúvel, mas gera 2 OH⁻ por fórmula:
Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2 OH⁻
[Ca²⁺] inicial = 0,15 M → [OH⁻] = 2×0,15 = 0,30 M
pOH = −log(0,30) ≈ 0,52
pH = 14 − 0,52 = 13,48
Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2 OH⁻
[Ca²⁺] inicial = 0,15 M → [OH⁻] = 2×0,15 = 0,30 M
pOH = −log(0,30) ≈ 0,52
pH = 14 − 0,52 = 13,48
Passo 5
(d) Ácido acético é fraco, faz equilíbrio:
CH₃COOH ⇌ H⁺ + CH₃COO⁻
Montamos ICE:
C₀ = 0,15 M, vão surgir x de H⁺ e x de CH₃COO⁻, sobra (0,15−x) de CH₃COOH.
A constante Ka = .
Então M.
Esse x é [H⁺], então
pH = −log(1,62×10⁻³) ≈ 2,79
CH₃COOH ⇌ H⁺ + CH₃COO⁻
Montamos ICE:
C₀ = 0,15 M, vão surgir x de H⁺ e x de CH₃COO⁻, sobra (0,15−x) de CH₃COOH.
A constante Ka =
Então
Esse x é [H⁺], então
pH = −log(1,62×10⁻³) ≈ 2,79
Passo 6
(e) Amônia é base fraca:
NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻
Mesma lógica: M = [OH⁻].
pOH = −log(1,62×10⁻³) ≈ 2,79
pH = 14 − 2,79 = 11,21
NH₃ + H₂O ⇌ NH₄⁺ + OH⁻
Mesma lógica:
pOH = −log(1,62×10⁻³) ≈ 2,79
pH = 14 − 2,79 = 11,21
Resposta
a) 0,82
b) 13,18
c) 13,48
d) 2,79
e) 11,21
b) 13,18
c) 13,48
d) 2,79
e) 11,21