- (2 pontos) Uma solução de amônia,
, foi preparada dissolvendo 51,8 gramas do soluto em água suficiente para 1 L de solução, a 298 K . Calcule:
a) A concentração da solução.
b) O pH .
c) A porcentagem de protonação do soluto.
a) A concentração da solução.
b) O pH .
c) A porcentagem de protonação do soluto.
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e faz estas perguntas:
- Dados fornecidos:
- massa de amônia dissolvida:
de , - volume da solução:
, - temperatura:
.
- massa de amônia dissolvida:
- Perguntas:
a) Calcular a concentração da solução (molaridade).
b) Calcular o pH da solução.
c) Calcular a porcentagem de protonação do soluto (fração deque existe como ).
Passo 2
Calcular a molaridade: primeiro encontro o número de mols de
.
- Mmassa molar da amônia:
- Número de mols:
- Como o volume da solução é
, a molaridade (concentração) é
Arredondando razoavelmente para três algarismos significativos:
Passo 3
Montar o equilíbrio ácido-base e a expressão de
.
- Reação de base de
em água: - Definição de
: - Valor conhecido (padrão a
): - Faço a tabela de concentrações (inicial / variação / equilíbrio). Inicialmente:
Suponho que x mol·L^{-1} de se protonam, então no equilíbrio:
Passo 4
Aplicar a expressão de
e resolver para
.
- Equação:
- Como esperamos que
seja uma base fraca e a concentração inicial é relativamente grande, usamos a aproximação se . Assim: - Substituindo os valores:
(mantive casas significativas adequadas: .)
Passo 5
Calcular o pOH e o pH a partir de
.
- Temos
. - Definição de pOH:
- Relação entre pH e pOH (a
): Arredondando para duas casas decimais:
Passo 6
Calcular a porcentagem de protonação do soluto e verificar a validade da aproximação.
- Fração protonada:
- Convertendo em porcentagem:
- Verificação da aproximação
: (ou ), que é muito menor que , logo a aproximação foi válida.
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)