Determine o pH de uma solução amônia
. O valor de
é do íon amônio é 9,244 .
Resp.:
Passo 1
O enunciado pede o valor do pH de uma solução de amônia com concentração inicial de
. As informações relevantes são:
- Concentração inicial de amônia:
. - O valor de
do íon amônio (conjugado ácido ) é . - Precisamos encontrar
da solução em equilíbrio.
Passo 2
Vamos entender a relação entre
do ácido conjugado e a basicidade da base (
). Para um par conjugado ácido/base vale a relação
onde
é o logaritmo da constante de autoionização da água. À temperatura de
usamos
. Assim podemos obter
da amônia por
Passo 3
Calculemos
numericamente:
Agora convertemos
em
pela relação
. Então
Calculando isso (aproximação numérica),
Passo 4
Agora montamos a reação de equilíbrio da base com a água:
Fazemos uma tabela ICE (inicial, mudança, equilíbrio). Inicialmente
,
,
. Chamando
a extensão da reação (concentração de
formada),
A expressão para
é
Passo 5
Como
é pequeno (da ordem de
), normalmente
será muito menor que
. Fazemos a aproximação
. Assim
Substituindo
,
Calculando a raiz:
Esse
é a concentração de
em equilíbrio:
Passo 6
Agora calculamos
e depois
. A definição é
Com
,
Usando propriedades de logaritmo:
Finalmente
Arredondando para duas casas decimais (formato com vírgula decimal),
Passo 7
Verificação da aproximação: com
, a fração consumida da base inicial é
Como isso é muito menor que
, a aproximação
é válida.