Enunciado

Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) de

  1. N a_2 C_2 O_4 .

Passo 1

Olá galerinha, tudo bem com vocês? Primeiramente iremos relembrar como calculamos o pH de soluções de sais.

Sabemos que os sais anfipróticos têm as duas propriedades ácida e básica, eles são formados durante a titulação de neutralização de ácidos e bases polifunciomais. Quando adicionamos 1 mol de N a O H for adicionado a uma solução que contém 1 mol de ácido H_2 A , formando 1 mol de N a H A . O pH dessa solução é determinado por dois equilíbrios estabelecidos entre H A^- e a água:

H A^- + H_2 O ⇌ A^(2 -) + H_3 O^+ K_a_2 = ([H_3 O^+] [ A^(2 -) ])/([ H A^- ])

H A^- + H_2 O ⇌ H_2 A + O H^- K_b_2 = (K_w)/(K_a_1) = ([H_2 A] [ O H^- ])/([ H A^- ])

Em que K_a_1 e K_a_2 são constantes de dissociação do ácido H_2 A . Sabendo disto, vamos para nosso exercício.

Passo 2

Pelo enunciado temos a concentração do sal:

c_N a_2 C_2 O_4 = 0,0400 m o l // L

As reações do ácido oxálico e suas respectivas constantes de dissociação ácida ( K_a ) são:

H_2 C_2 O_4 + H_2 O ⇌ H C_2 O_4^- + H_3 O^+ K_a_1 = 5,60 * 10^(- 2)

H C_2 O_4^- + H_2 O ⇌ C_2 O_4^(2 -) + H_3 O^+ K_a_2 = 5,42 * 10^(- 5)

O equilíbrio estabelecido entre C_2 O_4^(2 -) e a água:

C_2 O_4^(2 -) + H_2 O ⇌ H C_2 O_4^- + O H^- K_b_1 = (K_w)/(K_a_2)

Então:

K_b_1 = (K_w)/(K_a_2) = (1,00 * 10^(- 14))/(5,42 * 10^(- 5)) = 1,85 * 10^(- 10)

Passo 3

Agora precisamos encontrar a equação do hidróxido, que é dada pela seguinte equação:

[ O H^- ]^2 + K_b_1 * [O H^-] - K_b_1 * c_N a_2 C_2 O_4 = 0

[ O H^- ]^2 + 1,85 * 10^(- 10) * [O H^-] - 1,85 * 10^(- 10) * 0,04 00 = 0

[ O H^- ]^2 + 1,85 * 10^(- 10) * [O H^-] - 7,38 * 10^(- 12) = 0

Vamos resolver esta equação de segundo grau, fazendo o cálculo de delta:

Delta = b^2 - 4 a c = (1,85 * 10^(- 10))^2 - 4 * ( - 7,38 * 10^(- 12) )

Delta = 2,95 * 10^(- 11)

E então conseguimos encontrar a concentração de O H^- :

[O H^-] = (- b + sqrt(Delta))/(2 a) = (- 1,85 * 10^(- 10) + sqrt(2,95 * 10^(- 11)))/(2)

[O H^-] = 2,72 * 10^(- 6) m o l // L

Passo 4

Com a concentração encontrada no Passo 3, conseguimos obter o pOH:

p O H = - log [O H^-] = - log (2,72 * 10^(- 6)) = 5,57

Por fim, conseguimos calcular o valor do pH:

p H = 14,00 - p O H = 14,00 - 5,57

p H = 8,43

Prontinho pessoal, até mais!

Resposta

p H = 8,43 .

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