15. Calcule o pH e as concentrações das espécies presentes em: a) solução 2,00% (m/v) /de ácido sulfuroso (MM = 82,07 g/mol) – (R: pH = 1,29) b) so...

a) Para calcular o pH e as concentrações das espécies presentes em uma solução de ácido sulfuroso 2,00% (m/v), é necessário primeiro calcular a concentração em mol/L do ácido sulfuroso. Para isso, utilizamos a fórmula: % (m/v) = (massa do soluto / volume da solução) x 100 Substituindo os valores, temos: 2,00% = (massa do ácido sulfuroso / volume da solução) x 100 Assumindo um volume de 100 mL para a solução, temos: 2,00 g = (massa do ácido sulfuroso / 100 mL) x 100 massa do ácido sulfuroso = 2,00 g Agora, podemos calcular a concentração em mol/L do ácido sulfuroso: n = m / MM n = 2,00 g / 82,07 g/mol n = 0,0244 mol c = n / V c = 0,0244 mol / 0,100 L c = 0,244 mol/L A partir daqui, podemos utilizar a equação de dissociação do ácido sulfuroso: H2SO3 + H2O ⇌ HSO3- + H3O+ Ka = [HSO3-] x [H3O+] / [H2SO3] Assumindo que a concentração de H3O+ é igual à concentração de HSO3-, temos: Ka = [HSO3-]² / [H2SO3] Substituindo os valores, temos: 1,6 x 10^-2 = x² / 0,244 x = 0,128 mol/L Portanto, a concentração de HSO3- e H3O+ é de 0,128 mol/L. Para calcular o pH, utilizamos a fórmula: pH = -log[H3O+] pH = -log(0,128) pH = 1,29 Resposta: pH = 1,29 e concentrações de HSO3- e H3O+ = 0,128 mol/L. b) Para a solução de hidrogenosulfito de sódio 2,00% (m/v), o processo é semelhante. Calculando a concentração em mol/L do hidrogenosulfito de sódio: 2,00% = (massa do hidrogenosulfito de sódio / volume da solução) x 100 Assumindo um volume de 100 mL para a solução, temos: 2,00 g = (massa do hidrogenosulfito de sódio / 100 mL) x 100 massa do hidrogenosulfito de sódio = 2,00 g n = m / MM n = 2,00 g / 104,062 g/mol n = 0,0192 mol c = n / V c = 0,0192 mol / 0,100 L c = 0,192 mol/L A partir daqui, podemos utilizar a equação de dissociação do hidrogenosulfito de sódio: HSO3- + H2O ⇌ SO3²- + H3O+ Ka = [SO3²-] x [H3O+] / [HSO3-] Assumindo que a concentração de H3O+ é igual à concentração de SO3²-, temos: Ka = [SO3²-]² / [HSO3-] Substituindo os valores, temos: 6,4 x 10^-8 = x² / 0,192 x = 1,6 x 10^-5 mol/L Portanto, a concentração de SO3²- e H3O+ é de 1,6 x 10^-5 mol/L. Para calcular o pH, utilizamos a fórmula: pH = -log[H3O+] pH = -log(1,6 x 10^-5) pH = 4,51 Resposta: pH = 4,51 e concentrações de SO3²- e H3O+ = 1,6 x 10^-5 mol/L. c) Para a solução de sulfito de sódio 2,00% (m/v), o processo é semelhante. Calculando a concentração em mol/L do sulfito de sódio: 2,00% = (massa do sulfito de sódio / volume da solução) x 100 Assumindo um volume de 100 mL para a solução, temos: 2,00 g = (massa do sulfito de sódio / 100 mL) x 100 massa do sulfito de sódio = 2,00 g n = m / MM n = 2,00 g / 126,043 g/mol n = 0,0159 mol c = n / V c = 0,0159 mol / 0,100 L c = 0,159 mol/L A partir daqui, podemos utilizar a equação de dissociação do sulfito de sódio: SO3²- + H2O ⇌ HSO3- + OH- Kb = [HSO3-] x [OH-] / [SO3²-] Assumindo que a concentração de OH- é igual à concentração de HSO3-, temos: Kb = [HSO3-]² / [SO3²-] Substituindo os valores, temos: 2,6 x 10^-7 = x² / 0,159 x = 1,3 x 10^-4 mol/L Portanto, a concentração de HSO3- e OH- é de 1,3 x 10^-4 mol/L. Para calcular o pH, utilizamos a fórmula: pOH = -log[OH-] pOH = -log(1,3 x 10^-4) pOH = 3,89 pH = 14 - pOH pH = 14 - 3,89 pH = 10,11 Resposta: pH = 10,11 e concentrações de HSO3- e OH- = 1,3 x 10^-4 mol/L.