Uma estação de tratamento mistura 0,250 mol de NH3(aq) com 0,150 mol de HCl(g) em 1,00 L final. Escreva…

Questão

Uma estação de tratamento mistura 0,250 mol de NH3(aq) com 0,150 mol de HCl(g) em 1,00 L final. Escreva equações, determine as concentrações finais de NH3 e NH4+ e calcule o pH do sistema (Kb(NH3)=1,8·10-5, Kw=1,0·10-14).

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

Reação de neutralização: NH3 + HCl ? NH4+ + Cl-. Mols: NH3 inicial 0,250; HCl 0,150 ? consumidos 0,150 ? restos: NH3 = 0,100 mol; NH4+ formado = 0,150 mol. Em 1,00 L: [NH3]=0,100 M; [NH4+]=0,150 M. Calcule Ka(NH4+) = Kw/Kb = 1,0·10-14 / 1,8·10-5 = 5,56·10-10 ? pKa = -log(5,56·10-10)=9,255. Aplicando Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([base]/[ácido]) = 9,255 + log(0,100/0,150) = 9,255 + log(0,6667) = 9,255 - 0,1761 = 9,08. Conclusão: solução tampão levemente básica com pH ˜ 9,08; processo mostra como neutralização controla o pH do efluente.

Explicação

1) Balancear reação: NH3 + HCl ? NH4+ + Cl-. 2) Mols finais: NH3 0,100; NH4+ 0,150 (em 1,00 L ? M=mol/L). 3) Ka=Kw/Kb; pKa=-log Ka. 4) pH via Henderson–Hasselbalch.

Raio-X da questão

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