Suponha que você tenha 100 mL de uma solução de
qual o pH dessa solução se:
For adicionado 100 mL de uma solução
de
For adicionado 100 mL de uma solução
Passo 1
Enunciado resumido (o que eu tenho e o que é pedido):\nTenho
de uma solução de ácido acético (
) de concentração
. É adicionado
de uma solução de
de concentração
. A pergunta é: qual o
da solução final após essa adição?\n\nInformações dadas e suposições usadas (explicitando tudo que vou usar):\n- Volume inicial do ácido:
.\n- Concentração inicial do ácido:
.\n- Volume da base adicionada:
.\n- Concentração da base:
.\n- Vou assumir que o ácido é ácido acético (
) com
(valor padrão a
).\n- Constante de ionização da água:
(a
).\n\nO que preciso encontrar: o
da solução depois de misturar as duas soluções.
Passo 2
Calcular as quantidades de matéria (moles) iniciais de ácido e de hidróxido adicionados.\n\nMoles de ácido inicial:\n
\n\nMoles de
adicionados (vindo da
, que é base forte e se dissocia totalmente):\n
Passo 3
Entender a reação de neutralização e o que sobra após mistura.\n\nReação entre ácido fraco e base forte:\n
\n\nComo
e
, as quantidades são estequiometricamente iguais: ocorre neutralização completa do ácido. Portanto, após a reação não sobra
livre; todo ácido foi convertido em seu conjugado básico
.\n\nMoles de
formados:\n
\n\nVolume total da solução final:\n
\n\nConcentração de
na solução final:\n
Passo 4
Explicar o que determina o pH agora: hidrólise da base conjugada.\n\nComo
é a base conjugada de um ácido fraco, ela sofre hidrólise em água formando
:\n
\n\nA constante dessa reação é
, relacionada por:\n
\n\nCalcular
usando
e
:\n
Passo 5
Montar tabela ICE (inicial, mudança, equilíbrio) e aproximar para encontrar
.\n\nDefino
como a quantidade em molaridade de
produzida pela hidrólise no equilíbrio. Inicialmente:\n
\nno equilíbrio:\n
\nA expressão para
é:\n
\nComo
é muito pequeno, é comum aproximar
. Assim:\n
\nSubstituindo
:\n
\nCalculando a raiz:\n
\nPortanto
.
Passo 6
Verificar a validade da aproximação
.\n\nCalcular a razão:\n
\nque é muito pequeno (muito menor que
), logo a aproximação é válida.
Passo 7
Calcular o
e então o
.\n\n
é definido como
. Usando
:\n
\nSabendo que
e
, temos:\n
\nFinalmente, usando
(a
):\n
\nArredondando com duas casas decimais:
.