Determine a concentração de todas as espécies em equilíbrio e calcule o pH e o pOH das soluções:
d)
de
.
e
d)
Passo 1
Beleza, vamos dar um resumo do que o exercício pede. A gente tem uma solução de 0,01 mol/L de NH₄CN, ou seja, um sal formado por um ácido fraco (HCN) e uma base fraca (NH₃). O objetivo é:
- Encontrar a concentração de todas as espécies em equilíbrio (NH₄⁺, CN⁻, NH₃, HCN, H₃O⁺ e OH⁻).
- Calcular o pH e o pOH.
Conteúdo: equilíbrio e hidrólise de sais de ácidos e bases fracos. Vamos precisar de Kw, Ka e Kb e da fórmula prática de pH para sais mistos.
Passo 2
Primeiro, transformamos os dados em constantes úteis:
– Kw = 1,0×10⁻¹⁴ (água).
– Kb(CN⁻) a partir de Ka(HCN):
– Kw = 1,0×10⁻¹⁴ (água).
– Kb(CN⁻) a partir de Ka(HCN):
– Ka(NH₄⁺) a partir de Kb(NH₃):
Passo 3
Para sais de ácido fraco + base fraca, existe uma fórmula bacana que evita mexer em tabelinhas gigantes:
Passo 4
Calculando essa pHzona:
Logo,
E daí
Passo 5
Agora, concentração de CN⁻ e HCN com a equação de hidrólise do ânion:
Chama de
e
. Então
Passo 6
Concentração de NH₃ e NH₄⁺ com a equação de hidrólise do cátion:
Chama de
e
. Então
Resposta
Concentrações em equilíbrio:
– [NH₄⁺] ≈ 4,86×10⁻³ M
– [NH₃] ≈ 5,14×10⁻³ M
– [CN⁻] ≈ 4,84×10⁻³ M
– [HCN] ≈ 5,16×10⁻³ M
– [H₃O⁺] ≈ 5,25×10⁻¹⁰ M
– [OH⁻] ≈ 1,91×10⁻⁵ M
– [NH₄⁺] ≈ 4,86×10⁻³ M
– [NH₃] ≈ 5,14×10⁻³ M
– [CN⁻] ≈ 4,84×10⁻³ M
– [HCN] ≈ 5,16×10⁻³ M
– [H₃O⁺] ≈ 5,25×10⁻¹⁰ M
– [OH⁻] ≈ 1,91×10⁻⁵ M
pH = 9,28
pOH = 4,72
pOH = 4,72