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Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman - Capítulo 12.1 - Ex. 5

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12.5 Qual é a concentração de íons hidrônio em (a) uma solução 0,075   M   d e   H C N ( a q ) e 0,060   M   d e   N a C N ( a q ) ; (b) uma solução 0,20   M   d e   N H 2 N H 2 ( a q ) e 0,30   M   d e   N a C l ( a q ) ; (c) uma solução 0,015   M   d e   H C N ( a q ) e 0,030   M   d e   N a C N ( a q ) ; (d) uma solução 0,125   M   d e   N H 2 N H 2 ( a q )   e 0,125   M   d e   N H 2 N H 3 B r a q ?

Passo 1

(a) Oi, galerinha! Tudo bom? Vamos escrever a dissolução do ácido e fazer a tabelinha com o que tem no início, com o que reage e com o que fica no equilíbrio.

Na primeira linha, temos as concentrações iniciais dos reagentes. Na segunda linha, temos a proporção com a qual eles reagem, ou seja, a cada x mols consumidos de H C N são produzidos x mols de H 3 O + e x mols de C N - . Na terceira linha, temos a soma das linhas anteriores e com ela que vamos montar a nossa extressão do K a .

Podemos escrever, agora, a expressão do K a

K a = H 3 O + × C N - H C N

K a = x × 0,075 + x 0,060 - x

O valor de K a pegamos no capítulo anterior

K a = 4,9 × 10 - 10

Agora vamos puxar um pouco...

Como o valor de K a é muito pequeno, podemos simplificar (somar ou diminuir x nesses casos não vai fazer diferença)

K a = x × 0,075 0,060

Agora podemos achar o valor de x

4,9 × 10 - 10 = x × 0,075 0,060

x = 3,92 × 10 - 10

H 3 O + = 3,92 × 10 - 10   m o l / L

Para as outras letras, vamos seguir o mesmo raciocinio!

Passo 2

(b) Vamos escrever a dissolução da base e fazer a tabelinha com o que tem no início, com o que reage e com o que fica no equilíbrio.

podemos escrever, agora, a expressão do K a

K a = N H 2 N H 3 + ×   O H - N H 2 N H 2

K a = x × x 0,022 - x

O valor de K b pegamos no capítulo anterior

K b = 1,7 × 10 - 6

Agora vamos puxar um pouco...

Como o valor de K b é muito pequeno, podemos simplificar (somar ou diminuir x nesses casos não vai fazer diferença)

K a = x × x 0,022

Agora podemos achar o valor de x

1,7 × 10 - 6 = x × x 0,022

x = 1,9 × 10 - 4

O H - = 1,9 × 10 - 4   m o l / L

Como

H 3 O + O H - = 10 - 14

Então

H 3 O + = 5,26 × 10 - 11   m o l / L

Passo 3

(c) Vamos escrever a dissolução do ácido e fazer a tabelinha com o que tem no início, com o que reage e com o que fica no equilíbrio.

podemos escrever, agora, a expressão do K a

K a = H 3 O + × C N - H C N

K a = x × 0,030 + x 0,015 - x

O valor de K a pegamos no capítulo anterior

K a = 4,9 × 10 - 10

Agora vamos puxar um pouco...

Como o valor de K a é muito pequeno, podemos simplificar (somar ou diminuir x nesses casos não vai fazer diferença)

K a = x × 0,030 0,015

Agora podemos achar o valor de x

4,9 × 10 - 10 = x × 0,30 0,015

x = 2,45 × 10 - 10

H 3 O + = 2,45 × 10 - 10   m o l / L

Passo 4

(d) Vamos escrever a dissolução da base e fazer a tabelinha com o que tem no início, com o que reage e com o que fica no equilíbrio.

podemos escrever, agora, a expressão do K a

K a = N H 2 N H 3 + ×   O H - N H 2 N H 2

K a = x × ( 0,125 + x ) 0,125 - x

O valor de K b pegamos no capítulo anterior

K b = 1,7 × 10 - 6

Agora vamos puxar um pouco...

Como o valor de K b é muito pequeno, podemos simplificar (somar ou diminuir x nesses casos não vai fazer diferença)

K a = x × 0,125 0,125

Agora podemos achar o valor de x

1,7 × 10 - 6 = x

O H - = 1,7 × 10 - 6   m o l / L

Como

H 3 O + O H - = 10 - 14

Então

H 3 O + = 5,88 × 10 - 9   m o l / L

Resposta

(a) H 3 O + = 3,92 × 10 - 10   m o l / L

(b) H 3 O + = 5,26 × 10 - 11   m o l / L

(c) H 3 O + = 9,8 × 10 - 10   m o l / L

(d) H 3 O + = 5,88 × 10 - 9   m o l / L

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