Calcule o pH das seguintes soluções.
e. Solução de
e. Solução de
Passo 1
O enunciado pede o cálculo do pH de uma solução de
com concentração
. Informações dadas:
A pergunta explícita é: qual é o pH dessa solução?
Passo 2
Conceito físico-químico importante (explicação didática):
Quando temos um sal formado pelo cátion de um ácido forte e o ânion de uma base fraca, a solução costuma ser ácida. No nosso caso, é o ácido conjugado da base fraca
e sofre hidrólise em água segundo a reação:
Quando temos um sal formado pelo cátion de um ácido forte e o ânion de uma base fraca, a solução costuma ser ácida. No nosso caso,
Definimos a constante de acidez
para essa reação (da espécie
) como
Aqui:
-
é a concentração do cátion não dissociado no equilíbrio, -
e são as concentrações dos produtos em equilíbrio.
Também é útil relacionar
de
com
de
pela identidade da água:
onde
é o produto iônico da água. Vamos usar valores padrão a
:
Passo 3
Calcular
de
a partir de
e
:
Faço a divisão:
Passo 4
Montar o quadro de equilíbrio (método ICE) para a hidrólise. Seja
a concentração de
produzida pela hidrólise:
Substituindo na expressão de
:
Como expectativa de que a hidrólise é pequena, usamos a aproximação
, logo
. Isso simplifica para
Passo 5
Resolver para
(concentração de
):
Substituindo
:
Calculando a raiz:
Esse
é
na solução.
Passo 6
Calcular o pH a partir de
:
Usando logaritmos:
logo
Passo 7
Verificação da aproximação
:
Como a ionização é muito pequena, a aproximação é válida.