Enunciado

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A água da chuva é ligeiramente ácida devido ao dióxido de carbono dissolvido. A chuva ácida resulta da reação de óxidos de enxofre e nitrogênio, ácidos, produzidos na combustão de carvão e petróleo, com água (ver Quadro 11.1).

  1. Qual é o pH da água da chuva quando o S O 2 gerado na parte (c) se dissolve em um volume de água equivalente a 2,0 cm de chuva em 2,6 km² (O p K a 1 do ácido sulfuroso é 1,81. Suponha que a água está inicialmente pura em pH 7).

Passo 1

Pois é, nós descobrimos na parte (c) que foram gerados 50 kg de S O 2 , ou melhor, 780 mols.

Para achar a concentração basta nós calcularmos o volume:

V = h × A

Sabemos que:

h = 2   c m

A = 2,6   k m 2 × 10 3   m 1   k m 2 × 10 2   c m 1   m 2 = 2,6 × 10 1 0   c m 2

Então:

V = 2 c m 2,6 × 10 12   c m 2 = 5,2   × 10 1 0   c m 3

Transformando em litros:

V = 5,2   × 10 12   c m 3 × 1   L 10 3   c m 3 = 5,2   × 10 7 L

Agora conseguiremos achar a concentração:

S O 2 = 780   m o l s 5,2   × 10 7 L = 1,5 × 10 - 5 m o l L

Se todo S O 2 é oriundo do H 2 S O 3 , nós podemos achar as concentrações no equilíbrio:

Bom, agora vamos guardar esta informação!

Passo 2

Vamos precisar da constante e já sabemos de onde tirar, certo?

K a 1 = 10 - p K a 1 = 10 - 1,81 = 0,0155

Com relação às concentrações:

K a 1 = H 3 O + [ H S O 3 - ] [ H 2 S O 3 ]

Substituímos o que já temos:

x . x 1,5 × 10 - 5 - x = 0,0155

x 2 1,5 × 10 - 5 - x = 0,0155

Resolvendo x:

x = 1,5 × 10 - 5

Como:

H 3 O + = 1,5 × 10 - 5 m o l L

Agora ficou fácil calcular o pH:

p H = - log ⁡ H 3 O + = - log ⁡ ( 1,5 × 10 - 5 )

Sendo assim:

p H = 4,82

Estamos quase no fim!

Resposta

4,82

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