Considerando que seu Ka1 é bem alto e seu Ka2 é 0,012 calcule o pH de uma solução de ácido sulfúrico 0,01 M.

Passo 1

Então, galera! A gente tem um exercício de Química aqui onde precisamos calcular o pH de uma solução de ácido sulfúrico (H₂SO₄) com concentração de 0,01 M. Sabemos que o Ka1 desse ácido é muito alto, o que significa que a primeira dissociação é completa, e o Ka2 é 0,012. Vamos usar os conceitos de dissociação ácida e equilíbrio químico para resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos entender que o ácido sulfúrico é um diprótico, ou seja, pode doar dois prótons (H⁺) na solução. A primeira dissociação é completa porque o Ka1 é muito alto:
H2SO4 H^+ + HSO4^-
Isso significa que toda a concentração inicial de H₂SO₄ se converte em H⁺ e HSO₄⁻. Então, para uma solução de 0,01 M de H₂SO₄, teremos inicialmente 0,01 M de H⁺ provenientes da primeira dissociação.

Passo 3

Agora, consideramos a segunda dissociação de HSO₄⁻:
HSO4^- rightarrow H^+ + SO4^2-
Aqui, o Ka2 é 0,012. Vamos chamar a concentração de H⁺ liberada nessa etapa de “x”. Então, a concentração de H⁺ total será 0,01 + x.
Podemos montar a expressão do Ka2:
Ka2 = [H^+][SO4^2-][HSO4^-] = x cdot x0,01 - x = x^20,01 - x = 0,012

Passo 4

Assumindo que x é pequeno em relação a 0,01, podemos simplificar a expressão para:
x^20,01 = 0,012
Resolvendo para x:
x^2 = 0,012 times 0,01
x^2 = 0,00012
x = raiz0,00012
x approx 0,01095 , M

Passo 5

Agora, somamos os H⁺ das duas dissociações para encontrar a concentração total de íons H⁺:
[H^+]total = 0,01 + 0,01095 = 0,02095 , M

Passo 6

Finalmente, calculamos o pH usando a fórmula:
pH = -log10 [H^+]
pH = -log10 (0,02095)
pH approx 1,68

Resposta

O pH da solução de ácido sulfúrico 0,01 M é aproximadamente 1,68.

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