(a) Escreva as reaçōes químicas cujas constantes de equilíbrio sejam
e
para o imidazol e o cloridrato de imidazol, respectivamente.
(b) Calcule o pH de 100 mL de uma soluçāo contendo
de imidazol (MF 68,08) e 1,00 de cloridrato de imidazol (MF 104,54).
(c) Calcule o pH da solução após adicionar
de uma solução de
.
(d) Quantos mililitros de uma solução de
devem ser adicionados a
de imidazol para se obter um pH de 6,993?
(b) Calcule o pH de 100 mL de uma soluçāo contendo
(c) Calcule o pH da solução após adicionar
(d) Quantos mililitros de uma solução de
Passo 1
O enunciado trata de um sistema ácido–base formado pelo imidazol (base fraca,
) e seu cloridrato (conjugado ácido,
), pedindo (a) as equações de equilíbrio que definem
e
, (b) o pH de uma solução‐amostra contendo ambos, (c) o pH após adição de HClO
forte e (d) o volume de HClO
necessário para obter pH dado. Vamos usar o conceito de base conjugada e a equação de Henderson–Hasselbalch.
Passo 2
Escrevemos primeiro as reações de equilíbrio:
Para o imidazol atuando como base :
Para o imidazol atuando como base
Para o íon imidazolium atuando como ácido
:
Passo 3
Precisamos do valor de
do íon imidazolium. Sabe‐se que
Passo 4
Calcular o pH da mistura inicial (parte b):
- Moles de imidazol:
- Moles de cloridrato (ImHCl):
- Volume total
(não altera razão molar). Aplicamos Henderson–Hasselbalch:
Passo 5
Após adicionar
mL de HClO
1,07 M (parte c):
- Moles de HClO
:
- H
consome Im formando ImH :
- Razão permanece
. Logo
Passo 6
Volume de HClO
para pH 6,993 (parte d):
Agora só há imidazol e adicionamos
mol de H
, gerando
mol de
. Em equilíbrio
Agora só há imidazol
Volume de HClO
1,07 M:
Resposta
(a)
(b)
(c)
(d) mL de HClO
1,07 M must be added.
(c)
(d)