Determine a concentração de todas as espécies em equilíbrio e calcule o pH e o pOH das soluções:
de
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado pede. Temos uma solução de amônia (NH₃) com concentração inicial C₀ = 7,5×10⁻⁴ M, e o valor de K_b (constante de basicidade) = 1,8×10⁻⁵. Precisamos achar, em equilíbrio, as concentrações de todas as espécies (NH₃, NH₄⁺, OH⁻ e H₃O⁺) e também o pH e o pOH.
Conteúdo que vamos usar: equilíbrio químico de base fraca, tabela ICE (Içamento-Concentração-Equilíbrio), expressão de K_b e a relação pH + pOH = 14.
Conteúdo que vamos usar: equilíbrio químico de base fraca, tabela ICE (Içamento-Concentração-Equilíbrio), expressão de K_b e a relação pH + pOH = 14.
Passo 2
Escrevendo a reação de equilíbrio de NH₃ em água:
A definição de K_b para essa reação é:
Isso diz que, em equilíbrio, o produto das concentrações de NH₄⁺ e OH⁻ dividido pela concentração de NH₃ é igual a 1,8×10⁻⁵.
Passo 3
Vamos montar a tabela ICE (Inicial – Variação – Equilíbrio):
Aqui:
- Inicialmente só temos NH₃ (7,5×10⁻⁴ M) e desprezamos OH⁻ vindo da água pura.
- Em equilíbrio, x mol/L de NH₃ virou NH₄⁺ e OH⁻.
Passo 4
Aplicando a expressão de K_b no equilíbrio:
Como K_b é bem menor que C₀, a gente assume
e faz
.
Fica então:
Fica então:
Logo
Passo 5
Agora descobrimos as concentrações de cada espécie:
Para [H₃O⁺], usamos a água:
Passo 6
Calcular pOH e pH:
(sua aproximação deu 10,01, tá bem consistente!).
Resposta
Concentrações em equilíbrio:
pOH ≃ 3,94
pH ≃ 10,06
pH ≃ 10,06