No preparação de uma solução (
), um estudante misturou 1 mol de
e
de
em água destilada para preparar
de solução. Com base nas informações pede-se:
a) O pH da solução
b) As concentrações das espécies no equilibrio
a) O pH da solução
b) As concentrações das espécies no equilibrio
Passo 1
O enunciado diz que misturamos
mol de um ácido fraco HA (com
) e
mol do sal
em água, completando para
L de solução. Como o sal fornece
e o ácido HA, temos um sistema conjugado (buffer). Para resolver precisamos
) calcular as concentrações iniciais de HA e de
,
) usar a equação de Henderson–Hasselbalch para estimar o pH,
) confirmar esse valor definindo a variação
de dissociação e
) obter as concentrações em equilíbrio de todas as espécies.
Passo 2
Concentrações iniciais antes de qualquer reação ácido–base:
O sal fornece
íons
para cada fórmula, logo
mol
mol de
em
L, isto é
O cátion fica em
O sal
O cátion
Passo 3
Usamos Henderson–Hasselbalch para o par
:
Passo 4
Para confirmar e achar as concs. exatas, definimos
como a variação de dissociação de HA:
No equilíbrio aparece
A constante é
A constante é
Como esperamos
, aproximamos
e
, daí
Passo 5
Com
M temos as concs. em equilíbrio:
Resposta
(a)
(b)
(b)