Um químico de pesquisa deseja usar um tampão à base de ácido bórico,
Um total de 10,68
de ácido bórico é dissolvido em 250,00
de água. Qual é o pH esperado para essa solução a
?
Um total de 10,68
Passo 1
Beleza, o que a questão tá pedindo? A gente tem 10,68 g de ácido bórico (H₃BO₃) dissolvidos em 250,00 mL de água e quer saber o pH dessa solução a 25 °C.
Conteúdo: equilíbrio de um ácido fraco em água (ácido bórico), uso da constante de acidez (Ka), cálculo de concentração molar, montagem do equilíbrio e cálculo de [H⁺].
O que vamos precisar:
Conteúdo: equilíbrio de um ácido fraco em água (ácido bórico), uso da constante de acidez (Ka), cálculo de concentração molar, montagem do equilíbrio e cálculo de [H⁺].
O que vamos precisar:
- Massa molar do H₃BO₃
- Converter massa em mol e achar concentração inicial (C₀)
- Valor de Ka do ácido bórico (pKa ≃ 9,24 → Ka = 10^(–9,24))
- Escrever e resolver a expressão de equilíbrio
Passo 2
Primeiro, converte a massa em mol e a molaridade:
- Massa molar do H₃BO₃:
- Número de mols:
- Volume em litros: 250,00 mL = 0,25000 L
- Concentração inicial
em mol/L:
Passo 3
Agora, a constante de acidez do ácido bórico:
Montamos o equilíbrio de dissociação em água:
Se chamarmos de
a concentração de
que se forma, então no equilíbrio:
E a expressão da Ka é
Passo 4
Como
é bem pequeno e
relativamente grande, dá pra usar a aproximação
. Assim:
Esse
é a [H⁺] no equilíbrio.
Passo 5
Agora, pH = –log₁₀[\mathrm{H^+}]:
Resposta
O pH esperado da solução de ácido bórico 10,68 g em 250 mL a 25 °C é cerca de 4,70.