Enunciado

Calcular o pH de uma solução de amônia:

(a) 1,00 x 10-1 mol L-1.

(b) 1,00 x 10-2 mol L-1.

(c) 1,00 x 10-4 mol L-1.

Passo 1

E aí pessoal, belezinha? Vamos trabalhar em algumas questões que abordam os princípios das titulações de neutralização.

Para iniciar a resolução da problemática apresentada devemos escrever a equação química:

N H 3 + H 2 O ⇆ N H 4 + + O H -

A constante de dissociação (usando seu valor tabelado para a reação utilizada) é dada por:

K b = K w K a = 1,00 ∙ 10 - 14 5,7 ∙ 10 - 10 ≅ 1,75 ∙ 10 - 5

Como temos que:

N H 4 + = O H -   e   N H 3 = c N H 3 - O H -

Podemos reescrever a equação como:

O H - 2 c N H 3 - O H - = 1,75 ∙ 10 - 5 = > O H - 2 + 1,75 ∙ 10 - 5 O H - - 1,75 ∙ 10 - 5 c N H 3 = 0

Que é uma equação quadrática onde a variável é a concentração molar de íons hidroxila. Resolvendo para esta variável, usando os dados fornecidos em cada item, teremos:

Passo 2

Item a

O H - 2 + 1,75 ∙ 10 - 5 O H - - 1,75 ∙ 10 - 5 ∙ 0,1 = 0

= > O H - 2 + 1,75 ∙ 10 - 5 O H - - 1,75 ∙ 10 - 6 = 0

Daí, temos que:

O H - = - 1,75 ∙ 10 - 5 ± 1,75 ∙ 10 - 5 2 - 4 ∙ 1 ∙ - 1,75 ∙ 10 - 6 2 ∙ 1

= > O H - ≅ - 1,75 ∙ 10 - 5 ± 2,646 ∙ 10 - 3 2

= > O H - ≅ - 1,75 ∙ 10 - 5 + 2,646 ∙ 10 - 3 2 ≅ 1,314 ∙ 10 - 3   M

Ou:

= > O H - ≅ - 1,75 ∙ 10 - 5 - 2,646 ∙ 10 - 3 2 ≅ - 1,332 ∙ 10 - 3   M

Que é um valor não conveniente aos nossos cálculos por ser menor que zero, sendo assim descartado.

Com a concentração molar da hidroxila calculada, o pOH é dado por:

p O H = - log ⁡ 1,314 ∙ 10 - 3 ≅ 2,88

E o pH é dado pela relação:

p H + p O H = 14 = > p H = 14 - 2,88 = 11,12

Passo 3

Item b

De forma similar ao item a, mas usando a concentração fornecida no item b teremos:

O H - 2 + 1,75 ∙ 10 - 5 O H - - 1,75 ∙ 10 - 5 ∙ 0,01 = 0

= > O H - 2 + 1,75 ∙ 10 - 5 O H - - 1,75 ∙ 10 - 7 = 0

Daí, temos que:

O H - = - 1,75 ∙ 10 - 5 ± 1,75 ∙ 10 - 5 2 - 4 ∙ 1 ∙ - 1,75 ∙ 10 - 7 2 ∙ 1

= > O H - ≅ - 1,75 ∙ 10 - 5 ± 8,368 ∙ 10 - 4 2

= > O H - ≅ - 1,75 ∙ 10 - 5 + 8,368 ∙ 10 - 4 2 ≅ 4,097 ∙ 10 - 4   M

Ou:

= > O H - ≅ - 1,75 ∙ 10 - 5 - 8,368 ∙ 10 - 4 2 ≅ - 4,272 ∙ 10 - 4   M

Que é um valor não conveniente aos nossos cálculos por ser menor que zero, sendo assim descartado.

Com a concentração molar da hidroxila calculada, o pOH é dado por:

p O H = - log ⁡ 4,097 ∙ 10 - 4 ≅ 3,39

E o pH é dado pela relação:

p H + p O H = 14 = > p H = 14 - 3,39 = 10,61

Passo 4

Item c

De forma similar aos itens anteriores teremos:

O H - 2 + 1,75 ∙ 10 - 5 O H - - 1,75 ∙ 10 - 5 ∙ 0,0001 = 0

= > O H - 2 + 1,75 ∙ 10 - 5 O H - - 1,75 ∙ 10 - 9 = 0

Daí, temos que:

O H - = - 1,75 ∙ 10 - 5 ± 1,75 ∙ 10 - 5 2 - 4 ∙ 1 ∙ - 1,75 ∙ 10 - 9 2 ∙ 1

= > O H - ≅ - 1,75 ∙ 10 - 5 ± 8,548 ∙ 10 - 5 2

= > O H - ≅ - 1,75 ∙ 10 - 5 + 8,548 ∙ 10 - 5 2 ≅ 3,399 ∙ 10 - 5   M

Ou:

= > O H - ≅ - 1,75 ∙ 10 - 5 - 8,548 ∙ 10 - 5 2 ≅ - 5,149 ∙ 10 - 5   M

Que é um valor não conveniente aos nossos cálculos por ser menor que zero, sendo assim descartado.

Com a concentração molar da hidroxila calculada, o pOH é dado por:

p O H = - log ⁡ 3,399 ∙ 10 - 5 ≅ 4,47

E o pH é dado pela relação:

p H + p O H = 14 = > p H = 14 - 4,47 = 9,53

Resposta

a) 11,12

b) 10,61

c) 9,53

Exercícios de Livros Relacionados

Propor um indicador que possa ser utilizado para determinar o ponto final para a titulação dos primeiros dois prótons no H 3 P O 4 .
Fornecer um indicador que possa ser usado na determinação das quantidades de H 3 P O 4 e N a H 2 P O 4 em uma solução aquosa.
Proporcionar um indicador adequado para as titulações baseadas nas seguintes reações; usar 0,05m o lL - 1 se for necessária a concentração no ponto de equivalência. H 3 A s O 4 + N a O H → N a H 2 A s
Indicar se uma solução aquosa dos seguintes compostos é ácida, neutra ou básica. Explique sua resposta: N H 4 O A c K N O 2 K N O 3 K H C 2 O 4 K 2 C 2 O 4 K 2 H A s O 4 K H 2 A s O 4 K 3 A s O 4
Calcular o pH de uma solução 0,0400 m o l L^(- 1) deC_6 H_4 ( C O O H )_2 .