1. Descubra o pH de uma água saturada com CO2 a 25^circ C ao considerar a concentração de CO2 no ar igual a 388 ppmv . Admite-se que para o CO2, a constante da Lei de Henry seja KH=3,4 times 10^-2 mol / L atm a 25^circ C e que o Ka para o ácido carbônico (H2 CO3) é 4,5 times 10^-7.

Passo 1

O enunciado pede o pH de água em equilíbrio com CO2 do ar a 25^circC.
Conteúdos necessários:
  1. Lei de Henry para solubilidade de gases: l[CO2(aq)r]=KH,pCO2.
  2. Equilíbrio de ácido fraco ( H2CO3) com constante de dissociação Ka.

Passo 2

Determinar a pressão parcial de CO2 no ar. A fração molar é 388 ppmv, isto é
pCO2 = 388times10^-6,atm = 3,88times10^-4,atm

Passo 3

Aplicar a Lei de Henry com KH = 3,4times10^-2,mol,L^-1,atm^-1:
l[CO2(aq)r] =KH,pCO2 =3,4times10^-2times3,88times10^-4 =1,32times10^-5,mol,L^-1

Passo 4

Tratar o CO2 dissolvido como ácido carbônico total H2CO3^* de concentração inicial
C=1,32times10^-5. A reação de primeira dissociação é
H2CO3^*<=ftharpoonsH^+ + HCO3^-,
com Ka=4,5times10^-7=dfracx^2C-x, onde x=[H^+]. Como xll C, aproximamos
Kaapproxdfracx^2C Longrightarrow xapproxraizKa,C

Passo 5

Calcular x e o pH:
x=raiz4,5times10^-7times1,32times10^-5 =raiz5,94times10^-12 =2,44times10^-6,mol,L^-1,
pH=-log10(2,44times10^-6)approx5,61

Resposta

O pH da água saturada com CO2 a 25^circC é aproximadamente 5,61.

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