Calcule o pH de uma solução de fenol (ácido monoprôtico) 1 times 10^-4 mol / L. Ka : 1,1 times 10^-10

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o pH de uma solução de fenol, que é um ácido monoprótico, ou seja, libera um próton (H⁺) na água. A concentração desse ácido é 1 times 10^-4 mol / L e a constante de dissociação ácida ( Ka) é 1,1 times 10^-10. Para isso, vamos usar os conceitos de equilíbrio químico e as fórmulas relacionadas ao pH e ao Ka.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o pH é uma medida da concentração de íons H⁺ na solução, dada pela fórmula:
pH = -log[H^+]
Como o fenol é um ácido fraco, ele se dissocia parcialmente na água:
C6H5OH rightarrow C6H5O^- + H^+
A constante de equilíbrio para essa reação é o Ka:
Ka = [C6H5O^-][H^+][C6H5OH]

Passo 3

Vamos montar uma tabela de ICE (Inicial, Mudança, Equilíbrio) para organizar as concentrações:
C6H5OH C6H5O^- H^+
Inicial 1 times 10^-4 0 0
Mudança -x +x +x
Equilíbrio 1 times 10^-4 - x x x
Como é um ácido fraco, vamos assumir que x é muito pequeno comparado a 1 times 10^-4, então podemos simplificar 1 times 10^-4 - x approx 1 times 10^-4.

Passo 4

Substituindo os valores na expressão do Ka:
Ka = (x)(x)1 times 10^-4 = x^21 times 10^-4 = 1,1 times 10^-10
Resolvendo para x:
x^2 = (1,1 times 10^-10) times (1 times 10^-4) = 1,1 times 10^-14
x = raiz1,1 times 10^-14 approx 1,05 times 10^-7 mol/L

Passo 5

Agora, vamos calcular o pH usando a concentração de íons H⁺ que encontramos:
pH = -log(1,05 times 10^-7) approx 7 - log(1,05) approx 7 - 0,02 = 6,98

Resposta

O pH da solução de fenol é aproximadamente 6,98.

Exercícios relacionados