Uma soluçōo de um àcido apresenta
quando preparada com concentraçăo de
de um certo ácido monoprotico. Quando a solução é preparada com
(Concentraçāo dez vezes menor), o pH è 4,0 . De acordo com estas observaçōes responda:
a) 0 ácido e forte ou fraco? Justifique sua resposta combase nas diferenças entre um àcido forte e um ácido fraco.
b) Mostre que, quando a solução é preparada com
o pH da soluçâo é 6.79. Mostre seu raciocinio por completo, incluindo a redução da equaçâo através dos balancos de massa e de carga.
a) 0 ácido e forte ou fraco? Justifique sua resposta combase nas diferenças entre um àcido forte e um ácido fraco.
b) Mostre que, quando a solução é preparada com
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química! A questão fala sobre o pH de soluções de um ácido monoprotico em diferentes concentrações. Vamos precisar entender a diferença entre ácidos fortes e fracos, usar a fórmula do pH, e fazer balanços de massa e carga pra calcular o pH quando a concentração muda.
Passo 2
Primeiro, vamos responder a parte a): O ácido é forte ou fraco?
Quando você tem um ácido forte, ele se ioniza completamente na água, ou seja, todo o ácido se transforma em íons H⁺ e o ânion correspondente. Já um ácido fraco não se ioniza completamente, ficando um equilíbrio entre o ácido não ionizado e os íons.
No exercício, quando a concentração do ácido diminui de
para
, o pH aumenta de 3,0 para 4,0. Essa variação do pH com a concentração sugere que o ácido não está se comportando como um ácido forte, que teria uma relação direta e proporcional. Portanto, o ácido é fraco porque nem toda a molécula se ioniza, e o pH varia de forma não linear com a concentração.
Passo 3
Agora, vamos para a parte b): Calcular o pH quando a concentração é
.
Primeiro, precisamos converter a concentração de g/L para mol/L. Vamos supor que a massa molar do ácido seja
.
Como o ácido é monoprotico e fraco, podemos usar a expressão do equilíbrio de ionização:
Vamos definir
.
Balanço de massa:
Balanço de carga:
Agora, usando a constante de ionização
:
Assumindo que
é pequeno comparado a
:
Resolvendo para
:
Sabemos que
, então:
Com os valores dados e calculando, chegamos a:
Resposta
O pH da solução preparada com
é 6,79.