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Uma amostra de 15,5 g de CH3NH3Cl foi dissolvida em água para preparar 450 mL de solução. Qual é o pH da solução?

Passo 1

Primeiro temos que calcular a concentração de CH3NH3Cl, para isso vamos achar o número de mols que 15,5 g representa e dividir pelo volume:

n ú m e r o   d e   m o l s = m a s s a   d a   a m o s t r a m a s s a   m o l a r

n ú m e r o   d e   m o l s = 15,5 67,5

n ú m e r o   d e   m o l s = 0,230

C o n c e n t r a ç ã o = m o l s L

C o n c e n t r a ç ã o = 0,230 0,45

C o n c e n t r a ç ã o = 0,510   m o l / L

Passo 2

Agora que temos a concentração do CH3NH3Cl, vamos escrever as reações:

CH3NH3Cl CH3NH3+ + Cl—

CH3NH3+ + H2O CH3NH2 + H3O+

Como estamos usando um sal, temos que calcular o pH nos baseando na base forte (CH3NH2) do ácido fraco conjugado do sal CH3NH3+

Como todas espécies estão 1:1 no número de mols, podemos considerar que a concentração inicial de CH3NH3+ é 0,510 mol/L

Passo 3

Usando o Kb da tabela 11.1, podemos encontrar o ka da reação:

K w = K a x K b

1 x 10 - 14 = 3,6 x 10 - 4 K a

K a = 2,8 x 10 - 11

Substituindo na equação da constante da reação e lembrando que CH3NH2 e H3O+ tem a mesma concentração, temos que:

K = C H 3 N H 2 H 3 O + C H 3 N H 3 +  

2,8 x 10 - 11 = x 2 0,51

x = 3,77 x 10 - 6 mol/L

Passo 4

Agora que temos a concentração do H3O+, podemos calcular o pH:

p H =   - l o g ⁡ ( H + )

p H =   - l o g ⁡ ( 3,77 x 10 - 6 )

p H = 5,42

Resposta

p H = 5,4 2

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