Qual será o valor do pH de uma solução a 0,10mol.L-1 de clor...

Alternativa correta: B - 5,15

O tema central da questão é o cálculo do pH de uma solução de cloreto de amônio (NH₄Cl), que é um sal proveniente de um ácido forte (HCl) e uma base fraca (NH₃). Quando dissolvido em água, o cloreto de amônio se dissocia em íons NH₄⁺ e Cl^-. O íon NH₄⁺ atua como um ácido de Brønsted-Lowry, doando um próton (H⁺) à água, o que afeta o pH da solução.

Resumo teórico: Para calcular o pH, precisamos entender que o NH₄⁺ vai estabelecer um equilíbrio químico na água, representado pela reação:

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

O constante de equilíbrio para essa reação é o K_a, que pode ser calculado a partir de K_w (produto iônico da água) e K_b da amônia (NH₃):

K_a = K_w / K_b

Com os dados fornecidos, temos:

• K_w = 1 x 10^-14
• K_b = 2 x 10^-5

Calculando K_a:

K_a = (1 x 10^-14) / (2 x 10^-5) = 5 x 10^-10

A concentração inicial de NH₄⁺ é 0,10 mol/L, e podemos usar a expressão do equilíbrio para encontrar a concentração de H₃O⁺, necessária para calcular o pH:

[H₃O⁺] = √(K_a × [NH₄⁺])

[H₃O⁺] = √(5 x 10^-10 × 0,10) = √(5 x 10^-11) ≈ 7,07 x 10^-6

Finalmente, calculamos o pH:

pH = -log[H₃O⁺] ≈ -log(7,07 x 10^-6) ≈ 5,15

Justificativa para a alternativa B: O cálculo acima conduz ao pH de aproximadamente 5,15, portanto, a alternativa correta é B.

Análise das alternativas incorretas:

• A - 6,15: Este valor sugere um cálculo incorreto do pH, possivelmente desconsiderando o equilíbrio do íon NH₄⁺.
• C - 4,15: Um valor mais ácido do que esperado, indicando um cálculo incorreto de [H₃O⁺].
• D - 3,15: Exageradamente ácido para um sal de ácido forte e base fraca.
• E - 2,15: Muito ácido, geralmente correspondente a ácidos fortes, o que não é o caso aqui.

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Alguém?

Trata-se da hidrólise de um sal ácido. Logo, usaremos Kh=Kw/Kb

NH              →       NH               +         H      +         Cl

0,10 mol/L                 0                                0                     0

-x                               +x                              +x                   +x

0,10 – x                     x                                x                     x

Kh=x^2/0,10-x

Podemos desprezar o x em 0,10-x porque Kh é pequeno

Kh=Kw/Kb= 5 x 10^-10

Substituindo este valor na expressão que vem da tabela de equilíbrio, teremos x=7,07 x 10 mol/L=[H]

pH= 5,15