Question

uma solução de HCN a 0,04 mol/​l apresenta a uma determinada temperatura, Ka=5*10-10.

a) calcule o grau de ionização.

b) calcule o PH..

penço ajuda amigos agora mêsmo e texte​

Answer 1

Grau de ionização é = nº de partículas ionizadas/nº de partículas dissolvidas.

Como a solução é de 0,04 mol/L

Pode-se calcular a concentração do [H⁺] pela fórmula da constante Ka.

Equação da ionização do ácido cianídrico (HCN):

HCN + H₂O <--> [H₃O⁺] + [CN]

Ka = [concentração dos produtos]/[concentração dos reagentes]

5.10⁻¹⁰ = [H₃O⁺] . [CN]/[HCN]

a concentração de [H₃O⁺] é igual ao [CN]

e a concentração de [HCN] pode ser escrita em função de [H₃O⁺], desse modo:

[HCN] = 0,04 - [H₃O⁺]

Assim, a fórmula do Ka fica assim:

5.10⁻¹⁰ = [H₃O⁺]²/0,04-[H₃O⁺]

multiplicando cruzado fica:

0,2.10⁻¹⁰- 5.10⁻¹⁰.[H₃O⁺] = [H₃O⁺]²

Arrumando a equação acima fica:

[H₃O⁺]² + 5.10⁻¹⁰.[H₃O⁺] - 0,2.10⁻¹⁰ = 0

Resolvendo a equação do segundo grau:

Δ = b² - 4 . a . c

Δ = (5.10⁻¹⁰)² - 4. 1 . -0,2.10⁻¹⁰

Δ = 25 x 10⁻²⁰  + 0,8.10⁻¹⁰

Δ = 0,8 . 10⁻¹⁰ (aproximadamente)

[H₃O⁺]₁ = (-b +√Δ)/2 .a = (-5.10⁻¹⁰+√0,8.10⁻¹⁰)/ 2  = 4,47 . 10⁻⁶ mol/L

[H₃O⁺]₂ = (-b-√Δ)/2 .a = (-5.10⁻¹⁰-√0,8.10⁻¹⁰)/2 = -4,47.10⁻⁶ mol/L (descartar porque não existe concentração negativa)

Agora que foi encontrada o valor de [H₃O⁺] é possível encontrar o valor da [HCN] = 0,04 - [H₃O⁺]

[HCN] = 0,04 - 4,47.10⁻⁷

[HCN] = 0,0399 mol/L

Assim, para descobrir o grau de ionização basta dividir o número de mols do [H₃O+] (moléculas ionizadas) pelas moléculas não ionizadas que é a concentração [HCN].

Grau de ionização = ([H₃O⁺]/[HCN]) x 100 = (4,47 . 10⁻⁶ / 0,0399) x 100 = 1,12 . 10⁻²%.

b) pH = -log [H₃O+]

    pH = - log 4,47.10-6

    pH = - (-5,35)

    pH = 5,35 (aproximadamente)

Answer 2

a) O grau de ionização da solução de HCN será igual a $1,12 * 10^-2$.

b) o pH, potencial hidrogeniônico da solução de HCN é ácida igual a 5,0.

O que é  pH?

pH é o potencial hidrogeniônico, que indica se uma solução é acida ou básica. Para as soluções ácidas a faixa vai de zero a sete e as soluções básicas vão de sete a 14. Se uma solução for igual a sete o pH é neutro.

Já  o grau de ionização é a porcentagem da capacidade de um ácido produzir íons em dissolução na água. A partir do enunciado, sabendo que a concentração da solução do HCN é igual a 0,04 mol/​l com um Ka =  5.10⁻¹⁰.

A reação de formação do ácido é:

                     $\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ HCN \rightleftharpoons H^+ \ + \ CN^-\\inicio \ \ \ 0,2 \ \ \ \ \ \ 1*10^-^7 \ \ \ - \\final \ \ \ 0,2 -x \ \ 1*10^-^7+x \ \ \ x$

A partir do Ka dado, pode - se encontrar o valor de x, pela razão das concentrações:

                           $Ka = \frac{[H^+] [CN^-]}{[HCN]} \\\\5*10^-^1^0 = \frac{[ 1*10^-^7+x] [x]}{[0,2-x]}\\1*10^-^1^0 - 5*10^-^1^0x - 1*10^-^ -7x - x^2 = 0\\1*10^-^1^0 - 1,005*10^-^7x-x^2=0\\\\x = - (-1,005*10^-7)+\frac{\sqrt{3.999899e-10}}{2} \\x =9,97*10^-^6$

Logo o pH será:

                           $pH = -log [H^+]\\pH = -log [9,97*10^-^6]\\pH = 5,0$

O grau de ionização é calculado pela razão do número de partículas ionizadas sobre o número de partículas dissolvidas. Com o valor do ácido pode - se encontrar a concentração do HCN, temos que:

                           $[HCN] = 0,04 - [H^+][HCN] = 0,04 - 9,96.10^-^6[HCN] = 0,0399 mol/L$

O grau de ionização será:

                         $\alpha = ([H_3O^3]/[HCN]) * 100 \\\alpha = (4,47 * 10^-^6 / 0,0399) * 100 = 1,12 * 10^-2$%

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