Questão Química Analítica 4. Calcule o pH resultante da solução quando 20,00 mL de ácido acético (CH3COOH) 0,2000 mol/L é misturado com 20,00 mL de...

Para calcular o pH resultante da solução, é necessário primeiro calcular a quantidade de ácido acético e hidróxido de sódio que reagem entre si. A equação química balanceada para a reação entre ácido acético e hidróxido de sódio é: CH3COOH + NaOH → CH3COONa + H2O A partir da equação, podemos ver que a proporção molar entre o ácido acético e o hidróxido de sódio é 1:1. Portanto, a quantidade de hidróxido de sódio que reage com o ácido acético é de 0,02 L x 0,1 mol/L = 0,002 mol. Como a quantidade de ácido acético é de 0,02 L x 0,2 mol/L = 0,004 mol, o ácido acético é o reagente limitante e todo o hidróxido de sódio é consumido na reação. Agora podemos calcular a concentração de íons acetato (CH3COO-) na solução resultante. A partir da equação química, sabemos que 0,002 mol de íons acetato são produzidos. A solução final tem um volume de 0,04 L (a soma dos volumes de ácido acético e hidróxido de sódio), portanto a concentração de íons acetato é: [CH3COO-] = 0,002 mol / 0,04 L = 0,05 mol/L Para calcular o pH, precisamos calcular a concentração de íons hidrogênio (H+) na solução. O ácido acético é um ácido fraco, portanto ele não se dissocia completamente em solução aquosa. A equação química para a dissociação do ácido acético é: CH3COOH + H2O ⇌ CH3COO- + H3O+ A constante de equilíbrio para essa reação é Ka = 1,8 x 10^-5 a 25°C. A partir da concentração inicial de ácido acético e da quantidade de hidróxido de sódio que reage com ele, podemos calcular a concentração de ácido acético não reagido: [CH3COOH] = (0,2 mol/L x 0,02 L) - (0,1 mol/L x 0,02 L) = 0,002 mol A partir da equação de equilíbrio, podemos escrever a expressão para a constante de equilíbrio: Ka = [CH3COO-][H3O+] / [CH3COOH] Substituindo os valores conhecidos: 1,8 x 10^-5 = (0,05 mol/L)(x) / 0,002 mol x = 0,0009 mol/L Portanto, a concentração de íons hidrogênio na solução é de 0,0009 mol/L. O pH pode ser calculado a partir da definição de pH: pH = -log[H+] pH = -log(0,0009) pH = 3,05 Portanto, o pH resultante da solução é de 3,05.