Calcule o pH
Mistura de
com 30 ml de
Mistura de
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra calcular o pH da mistura de 25 mL de Na₂CO₃ 0,1 M com 30 mL de HCl 0,1 M.
Conteúdo: reação ácido‐base, neutralização de um sal de ácido diprótico (CO₃²⁻) com HCl, formação de um sistema tampão (H₂CO₃/HCO₃⁻) e uso da equação de Henderson–Hasselbalch.
O que precisamos:
• Calcular quantos mols de CO₃²⁻ e H⁺ entram na mistura
• Entender a reação de neutralização (CO₃²⁻ + H⁺ → HCO₃⁻ e depois HCO₃⁻ + H⁺ → H₂CO₃)
• Ver quantos mols sobram de cada espécie
• Aplicar a equação de Henderson–Hasselbalch usando pKa₁ ≈ 6,3
Conteúdo: reação ácido‐base, neutralização de um sal de ácido diprótico (CO₃²⁻) com HCl, formação de um sistema tampão (H₂CO₃/HCO₃⁻) e uso da equação de Henderson–Hasselbalch.
O que precisamos:
• Calcular quantos mols de CO₃²⁻ e H⁺ entram na mistura
• Entender a reação de neutralização (CO₃²⁻ + H⁺ → HCO₃⁻ e depois HCO₃⁻ + H⁺ → H₂CO₃)
• Ver quantos mols sobram de cada espécie
• Aplicar a equação de Henderson–Hasselbalch usando pKa₁ ≈ 6,3
Passo 2
Calcular moles iniciais:
Mols de CO₃²⁻ = 0,025 L × 0,1 mol/L = 0,0025 mol
Mols de H⁺ = 0,030 L × 0,1 mol/L = 0,0030 mol
Mols de CO₃²⁻ = 0,025 L × 0,1 mol/L = 0,0025 mol
Mols de H⁺ = 0,030 L × 0,1 mol/L = 0,0030 mol
Passo 3
Ver reação de neutralização:
- CO₃²⁻ + H⁺ → HCO₃⁻
Como temos 0,0025 mol de CO₃²⁻ e 0,0030 mol de H⁺, todo CO₃²⁻ reage (0,0025 mol H⁺ consumido), gerando 0,0025 mol de HCO₃⁻.
Sobra H⁺ = 0,0030 − 0,0025 = 0,0005 mol.
Depois, esse H⁺ extra reage com parte do HCO₃⁻:
2) HCO₃⁻ + H⁺ → H₂CO₃
Reage 0,0005 mol H⁺ com 0,0005 mol de HCO₃⁻, formando 0,0005 mol de H₂CO₃.
2) HCO₃⁻ + H⁺ → H₂CO₃
Reage 0,0005 mol H⁺ com 0,0005 mol de HCO₃⁻, formando 0,0005 mol de H₂CO₃.
No fim, temos em solução:
– H₂CO₃ = 0,0005 mol
– HCO₃⁻ = 0,0025 − 0,0005 = 0,0020 mol
– H₂CO₃ = 0,0005 mol
– HCO₃⁻ = 0,0025 − 0,0005 = 0,0020 mol
Total de volume = 25 mL + 30 mL = 55 mL = 0,055 L
Passo 4
Agora é um tampão ácido (H₂CO₃/HCO₃⁻). A equação de Henderson–Hasselbalch é:
Aqui pKa₁ (H₂CO₃ → HCO₃⁻ + H⁺) ≈ 6,3.
Concentrações dentro do log:
Concentrações dentro do log:
Mas como o volume é o mesmo, a razão de concentrações é só a razão de mols:
Passo 5
Aplicando:
Resposta
O pH da mistura é aproximadamente 6,90.