Calcule o pH de uma solução
em amônia
, a
e o grau de ionização desta base na solução em questão.
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede duas coisas.
- Dados fornecidos:
- Concentração inicial da amônia:
. - Constante de basicidade:
(a ).
- Concentração inicial da amônia:
- Perguntas:
- Calcular o
da solução. - Calcular o grau de ionização (fração ionizada) da base,
.
- Calcular o
Passo 2
Escrever a reação de ionização da base fraca (amônia) em água e definir as concentrações em equilíbrio.
A reação é:
Definimos
como a concentração de
formada em equilíbrio. Então, partindo de
de base não ionizada e assumindo que inicialmente não há
nem
além da água:
- Concentração inicial:
. - Em equilíbrio:
A constante de basicidade é dada por:
Aqui
mede a tendência da base de aceitar um próton (ou formar
) e
é a concentração de íons hidróxido gerada.
Passo 3
Aplicar a aproximação comum para bases fracas: se
então
. Assim:
Essa fórmula é muito prática na prova: em vez de resolver a quadrática exata, usamos a raiz quadrada quando a ionização é pequena. Mais adiante vamos verificar se a aproximação é válida (checar se
é pequeno).
Passo 4
Calcular numericamente
usando
.
Calcule primeiro o produto
:
Agora a raiz quadrada:
Portanto
.
Passo 5
Verificar a validade da aproximação
.
Calcule a razão:
Como
(bem menor que
), a aproximação
é válida. Podemos confiar nos valores obtidos.
Passo 6
Calcular o
e então o
.
Definição:
Aplicando com
:
Usando
temos
E como
(a
):
Passo 7
Calcular o grau de ionização
.
Definição:
é a fração da base que se ionizou, normalmente expressa em percentual:
Substituindo os valores:
Passo 8
Resumo e comentário final (rápido incentivo): o resultado mostra que a amônia em
é uma base fracamente ionizada (apenas cerca de
ioniza), por isso o pH fica alcalino, perto de
. Mandou bem pedindo exatamente essa prática — é esse tipo de conta que cai em prova.