Calcule o pH das seguintes soluções.
i. Solução de
i. Solução de
Passo 1
O enunciado pede: calcular o pH de uma solução que contém
na concentração
e
(proveniente de
) na concentração
.
Informações dadas:
Informações dadas:
Pergunta: qual é o
dessa solução?
Passo 2
Entendendo o sistema (aula rápida e prática).
Quando misturamos um ácido fraco (aqui
) com sua base conjugada
(aqui
) temos um tampão ácido-base. A reação de equilíbrio é:
Quando misturamos um ácido fraco
A constante de acidez
é definida por:
Essa fórmula relaciona a concentração de íons
ao equilíbrio do ácido fraco.
Passo 3
Derivando a fórmula prática (Henderson–Hasselbalch) passo a passo.
Isolando em
:
Isolando
Tomando
em ambos os lados e lembrando que
e
, obtemos:
Essa é a forma conhecida como equação de Henderson–Hasselbalch. Muito útil porque basta conhecer
e as concentrações iniciais do tampão.
Passo 4
Valor de
para
(informação tabelada).
Para — ácido hipoiodoso — um valor tabelado razoável é
. Vou usar esse valor; se você tiver outro valor fornecido pelo professor, substitua aqui e repita os cálculos.
Convertendo para (só para checar ordens de grandeza):
Para
Convertendo para
Passo 5
Aplicando Henderson–Hasselbalch com os dados do problema.
Substituindo ,
e
na fórmula:
Substituindo
Calculando a razão:
Passo 6
Cálculo do logaritmo e do
.
O logaritmo decimal de é aproximadamente
, então:
O logaritmo decimal de
Passo 7
Verificação rápida da consistência da aproximação (tranquiliza na hora da prova).
Podemos estimar direto por:
Podemos estimar
o que dá
, compatível com o uso da equação de Henderson–Hasselbalch. A pequena magnitude de
versus as concentrações mostra que a aproximação do tampão é válida.