Determinar o pH das seguintes soluções aquosas, à 25^circ C :
Sal anfiprótico NaH2 PO4 0,0100 mol^-1. ( H3 PO4 : Ka 1=7,11 times 10^-3 ; Ka 2=6,32 times 10^-8 ; Ka 3=4,5 times 10^-13 )

Passo 1

O enunciado fornece a solução aquosa de um sal anfiprótico, o ânion H2PO4^- (proveniente de NaH2PO4) à concentração de 0,0100 mol;L^-1. Temos as constantes de ionização de H3PO4:
Ka1=7,11times10^-3, Ka2=6,32times10^-8, Ka3=4,5times10^-13
O conteúdo da matéria é equilíbrio ácido-base de espécies anfipróticas. Vamos usar a expressão que relaciona o pH de uma espécie anfiprótica com as suas duas constantes de acidez adjacentes.

Passo 2

Para uma base conjugada/ácido conjugado anfiprótico H2PO4^- temos duas reações relevantes:
a) Como ácido:
H2PO4^- ;<=ftharpoons; H^+ + HPO4^2-
com constante
Ka2 = 6,32times10^-8
b) Como base (reagindo com água):
H2PO4^- + H2O ;<=ftharpoons; H3PO4 + OH^-
com constante
Kb = KwKa1 = 10^-147,11times10^-3
Para espécies anfipróticas em concentração moderada, pode-se usar a fórmula aproximada
pH = pKa1 + pKa22,
onde pKai=-log10Kai.

Passo 3

Calculamos os pK adjacentes:
pKa1 = -log10(7,11times10^-3) approx 2,1485, pKa2 = -log10(6,32times10^-8) approx 7,1997
Inserindo na fórmula:
pH = 2,1485 + 7,19972 = 4,6741approx4,67

Passo 4

Verificações finais:
  • A terceira dissociação ( Ka3) é tão pequena que pode ser desprezada.
  • A concentração de 0,0100 mol;L^-1 é suficiente para que a autoionização da água seja negligenciável em comparação às reações do anfíproto.

Resposta

O pH da solução de NaH2PO4 0,0100 mol;L^-1 é aproximadamente 4,67.

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