Química Geral

Mensagem não lidapor **scream04** » 13 Abr 2021, 17:52 · Mensagem não lida por **scream04** » 13 Abr 2021, 17:52

Calcule o pH da solução resultante da mistura de 533 mL de ácido carbônico (H2CO3) 0,200 moL L-1 com 400 mL de KOH 0,100 moL L-1.

Mensagem não lidapor **Jigsaw** » 15 Abr 2021, 19:26 · Mensagem não lida por **Jigsaw** » 15 Abr 2021, 19:26

scream04 escreveu: ↑13 Abr 2021, 17:52 Calcule o pH da solução resultante da mistura de 533 mL de ácido carbônico (H2CO3) 0,200 moL L-1 com 400 mL de KOH 0,100 moL L-1.

scream04,

Entendo que pra resolver essa questão deveria ser FORNECIDA o Ka do H2CO3 que é um ÁCIDO FRACO:

[tex3]\begin{array}{cccc}
{} & H_2CO_{3(aq)} & \rightleftarrows & 2\ H^+_{(aq)} & CO^{–2}_{3(aq)}\\
I & M & {} & 0 & 0\\
M & -x & {} & +2x & +x\\
E & M-x & {} & 2x & x\\
\end{array}[/tex3]

[tex3]Ka=\frac{[H^+].[CO_3^{-2}]}{[H_2CO_3]}[/tex3]
[tex3]4,3.10^{-7}=\frac{2x.x}{M-x}[/tex3]

Considerando que x << M temos que:

[tex3]4,3.10^{-7}=\frac{2x.x}{0,2}=\frac{2x^2}{0,2}[/tex3]
[tex3]\boxed{[H^+]=4,1.10^{-4}\ M}[/tex3]
[tex3]\boxed{[CO_3^{-2}]=2,1.10^{-4}\ M}[/tex3]

[tex3]\mathsf{H_2CO_3+2\ KOH\rightarrow K_2CO_3+2\ H_2O}[/tex3]

[tex3][KOH]=\frac{n}{V}[/tex3]
[tex3]n_{KOH}=n_{OH^-}=0,100.0,400=0,04\ mols[/tex3]

[tex3][H^+]=\frac{n}{V}[/tex3]
[tex3]n_{H+}=4,1.10^{-4}.0,533=2,2.10^{-4}\ mols[/tex3]

[tex3]n_{OH^-FINAL}=n_{OH^-INICIAL}-n_{OH^-REAGIU}[/tex3]
[tex3]n_{OH^-FINAL}=0,04-2,2.10^{-4}[/tex3]
[tex3]\boxed{n_{OH^-FINAL}=4.10^{-2}\ mols}[/tex3]

[tex3][OH^-]_{FINAL}=\frac{n}{V}=\frac{4\times10^{-2}}{0,533+0,400}=4,3.10^{-2}[/tex3]

[tex3]pOH=-log[OH^-][/tex3]
[tex3]pOH=-log[4,3.10^{-2}][/tex3]
[tex3]\boxed{pOH=1,4}[/tex3]

[tex3]pH+pOH=14[/tex3]
[tex3]pH+1,4=14[/tex3]
[tex3]\boxed{pH=12,6}[/tex3]

Mensagem não lidapor **Ósmio** » 17 Abr 2021, 17:12 · Mensagem não lida por **Ósmio** » 17 Abr 2021, 17:12

Olá scream04,

Vamos determinar se há excesso de alguém:

[tex3]n_{H_2CO_3}=0,533L*0,2M=0,1066mol\\n_{KOH} = 0,400L*0,1=0,04mol[/tex3]

Dadas as reações de neutralização parcial:

[tex3]H_2CO_3 + KOH\rightarrow KHCO_3+H_2O\\KHCO_3+KOH\rightarrow K_2CO_3+H_2O[/tex3]

Perceba que com a quantidade de mols de base que temos, não chegamos a neutralizar o ácido totalmente e nem sequer a neutralizar parcialmente toda a quantidade de matéria. Assim, será formado um sistema tampão ácido carbônico/bicarbonato. Assim, o pH será dado por:

[tex3]pH = pKa_1+log(\frac{[HCO_3^-]}{[H_2CO_3]})[/tex3]

Como o número de mols de cada componente está dissolvido no mesmo volume, podemos "cortar" o volume das concentrações e ficar com:

[tex3]pH = pKa_1+log(\frac{n_{HCO_3^-}}{n_{H_2CO_3}})[/tex3]

Basta saber o pKa1 do ácido, calcular o número de mols de bicarbonato gerados, o número de mols de ácido que sobra e aplicar na fórmula.

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