Determine a concentração de todas as espécies em equilíbrio e calcule o pH e o pOH das soluções:
a) 0,120 mol / L de HNO2 Ka=5,1 times 10^-4 (pH=2,12)

Passo 1

Beleza, o exercício pede para a gente encontrar as concentrações de todas as espécies em equilíbrio de uma solução 0,120 M de HNO₂ (ácido fraco), sabendo que Ka = 5,1×10⁻⁴. Depois, com essas concentrações, calcular o pH e o pOH.
Conteúdo: equilíbrio ácido-base, tabela ICE (Início, Change, Equilíbrio), expressão de Ka, definição de pH e pOH. Vamos precisar montar a reação de dissociação, usar a expressão de Ka, resolver para a concentração de H⁺ (x) e daí tirar tudo.

Passo 2

Reação de dissociação do HNO₂:
HNO2 ;<=ftharpoons; H^+ + NO2^-
Montamos a tabela ICE:
| | [HNO₂] | [H⁺] | [NO₂⁻] |
| Início | 0,120 M | 0 (só água) | 0 (só água) |
| Mudança | –x | +x | +x |
| Equilíbrio | 0,120 – x | x | x |
Aqui “x” é a concentração de H⁺ e NO₂⁻ formados em equilíbrio, e 0,120–x é o que sobra de HNO₂.

Passo 3

A expressão da constante de acidez é
Ka = [H^+],[NO2^-][HNO2]
Substituindo os termos da tabela:
5,1times10^-4 ;=; xcdot x0,120 - x ;Longrightarrow; 5,1times10^-4 = x^20,120 - x
Isso vira uma equação quadrática em x. Se a aproximação x approx raizKacdot0,120 = raiz5,1times10^-4times0,120 approx 7,6times10^-3,M for válida (verificação depois), dá:

Passo 4

Com pH = -logl([H^+]r) = -log(7,6times10^-3) approx 2,12 M:
  • [HNO₂]ₑq = 0,120 – 0,0076 = 0,1124 M
  • [NO₂⁻]ₑq = x = 0,0076 M
    Agora o pH:
pOH = 14,00 - pH = 14,00 - 2,12 = 11,88
E o pOH:

Resposta

Concentrações em equilíbrio:
  • [HNO₂] = 0,1124 M
  • [H⁺] = 0,0076 M
  • [NO₂⁻] = 0,0076 M
pH = 2,12
pOH = 11,88

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