Considere as soluções.

  1. HCl(aq,10 μmol ⋅ L−1)\ce{HCl(aq, \pu{10 \mu mol.L-1})}

  2. CHX3NHX2(aq,0,2 mol ⋅ L−1)\ce{CH3NH2(aq, \pu{0,2 mol.L-1})}

  3. CHX3COOH(aq,0,2 mol ⋅ L−1)\ce{CH3COOH(aq, \pu{0,2 mol.L-1})}

  4. CX6HX5NHX2(aq,0,2 mol ⋅ L−1)\ce{C6H5NH2(aq, \pu{0,2 mol.L-1})}

Assinale a alternativa que relaciona as soluções em ordem crescente de pH.

Dados

  • pKb(CHX3NHX2)=3,44\mathrm{p}K_\mathrm{b}(\ce{CH3NH2}) = \pu{3,44}
  • pKa(CHX3COOH)=4,75\mathrm{p}K_\mathrm{a}(\ce{CH3COOH}) = \pu{4,75}
  • pKb(CX6HX5NHX2)=9,37\mathrm{p}K_\mathrm{b}(\ce{C6H5NH2}) = \pu{9,37}
Gabarito 3H.13

Usando os valores dos K’s, conseguimos calcular o pH de cada solução: 1: Ácido forte, então a reação acontece completamente, ficamos com: [HX+]=c0\ce{[H+]}=c_{0} [HX+]=10⋅10−6 mol L−1=10−5 M\ce{[H+]}=\pu{10e-6 mol L-1}=\pu{e-5 M} Cálculo do pH: pH=−log⁡[HX+]\ce{pH}=-\log[\ce{H+}] pH=−log⁡(10−5)\ce{pH}=-\log (\pu{e-5}) pH=5\ce{pH=5} 2: Base fraca, faremos a dissociação usando o Kb: Cálculo da concentração de OHX−\ce{OH-} a partir da constante Kb: KXb=[CHX3NHX3X+][OHX−][CHX3NHX2]\ce{K_{\ce{b}}}=\frac{\ce{[CH3NH3+][OH-]}}{[\ce{CH3NH2}]} 3,6⋅10−4=x20,2−x\pu{3,6e-4}=\frac{x^{2}}{0,2-x} x=[OHX−]=8,3⋅10−3 Mx=[\ce{OH-}]=\pu{8,3e-3 M} Cálculo do pH: pH=14−pOH\ce{pH}=14-\ce{pOH} pH=14−2,1=11,9\ce{pH=14-2,1=11,9} 3:Ácido fraco, faremos a ionização usando o Ka: KXa=[CHX3COOX−][HX+][CHX3COOH]\ce{K_{\ce{a}}}=\frac{\ce{[CH3COO-][H+]}}{[\ce{CH3COOH}]} 1,8⋅10−5 =x20,2−x\pu{1,8e-5=\frac{x^{2}}{0,2-x}} x=[HX+]=1,9⋅10−3 Mx=\ce{[H+]}=\pu{1,9e-3 M} Cálculo do pH: pH=−log⁡[HX+]\ce{pH}=-\log[\ce{H+}] pH=−log⁡(1,9⋅10−3)\ce{pH}=-\log (\pu{1,9e-3}) pH=2,7\ce{pH=2,7} 4: Base fraca, faremos a dissociação usando o Kb: Cálculo da concentração de OHX−\ce{OH-} a partir da constante Kb: KXb=[CX6HX5NHX3X+][OHX−][CX6HX5NHX2]\ce{K_{\ce{b}}}=\frac{\ce{[C6H5NH3+][OH-]}}{[\ce{C6H5NH2}]} 4,3⋅10−10=x20,2−x\pu{4,3e-10}=\frac{x^{2}}{0,2-x} x=[OHX−]=9,3⋅10−6 Mx=[\ce{OH-}]=\pu{9,3e-6 M} Cálculo do pH: pH=14−pOH\ce{pH}=14-\ce{pOH} pH=14−5,03=8,97\ce{pH=14-5,03=8,97} A ordem crescente de pH será: 3<1<4<23<1<4<2