Question

O ácido fosfórico é um ácido inorgânico utilizado comumente como reagente e possui diversas aplicações, como aditivo em refrigerantes, solução de limpeza de dentes etc. O ácido fosfórico possui até três hidrogênios ionizáveis. Na tabela a seguir, estão relacionados os valores de Ka e pKa a 25 °C. Considere que inicialmente se tenha um grande volume de solução 0,1 mol.L-1 de ácido fosfórico. O pH dessa solução foi ajustado com um pequeno volume de solução de hidróxido de sódio até o valor de 2,12. Admita que não houve variação significativa de massa e volume da solução (e a quantidade de hidróxido de sódio pode ser desprezada nos cálculos). Calcule a concentração total de íons presentes nessa solução.

#UFPR
#VESTIBULAR

Answer 1

Para alternativa a) e b) respectivamente temos: 5,275 x 10^-2 ; ΔT = 0,05564ºC.

Vamos aos dados/resoluções:  

Para alternativa a), levando em conta a equação da primeira etapa de ionização e sua constante ácida, logo:  

H3PO5 > H+ + H2PO4 ;  

Ka = [H+] [H2PO4] / [H3PO4] ;  

[H+^] = [H3PO4] / [H2PO4] x Ka ;  

Aplicando -log:  

-log [H+] = -log ([H3PO4 / [H2PO4-] x Ka ;  

[H3PO4] = 0,1 = [H2PO4] ;  

-log [H+] = - log ((0,1 - [H2PO4-] / [H2PO4] x Ka) ;  

pH -log (O,1 - [H2PO4-] / [H2PO4-] - logKa / pKa ;  

pH = -log (0,1 - [H2PO4-] + log [H2PO4-] - pKa ;  

2,12 - 2,11 = -log (0,1 - H2PO4-)] +log [H2PO4-] ;  

0 = -log (0,1 - [H2PO4-] + log [H2PO4-] ;  

log (0,1 - [H2PO4-]) = log [H2PO4] ;  

0,1 - [H2PO4-] = [H2PO4-] ;  

2[H2PO4-] = 0,1 ;

[H2PO4 = ] 0,05 mol/L ;

Portanto, realizando a equação inicial:  

H3PO4 > H+ + H2PO4 ;  

Ka = [H+] [H2PO4-] / [H3PO4] ;  

E fazendo [H3PO4] = 0,1 -[H2PO4-], teremos:  

Ka = [H+] [H2PO4-] / 0,1 - [H2PO4-]

Logo;  

Ka = [H+] [H2PO4-] / 0,1 - [H2PO4-] ;

7,25 x 10^-4 = [H+] x 0,05 / 0,1 - 0,05 ;  

7,25 x 10^-3 = [H+] x 0,05 / 0,05 ;  

[H+] = 7,25 x 10^-3 ;  

Ou seja, a concentração total de íons será de = 57,25 x 10^-3 mol / L = 5,275 x 10^-2.

Para alternativa B), teremos que o cálculo do efeito ebuliométrico será de:  

[H3PO4] = 0,05 mol/L ;

[H2PO4-] = 0,05 mol/L ;

[H+] = 7,25 x 10^-3 mol/L ;  

Total será de 107,25 x 10^-3 = 0,107 mol/  

1 mol / kg --- 0,52ºC ;

0,107 mol / kg - Δt ;  

Δt = 0,05564ºC

espero ter ajudado nos estudos, bom dia :)