A constante de dissociação ácida de "H" _2 "S" e "HS" ^ - são 10 ^ -7 e 10 ^ -13, respectivamente. O pH da solução aquosa 0,1 M de "H" _2 "S" será?

Responda:

#pH aproximadamente 4 # Então, opção 3.

Disclaimer: Resposta um pouco longa, mas a resposta não é tão ruim quanto se poderia pensar!

Explicação:

Para encontrar o # pH # devemos descobrir até que ponto dissociou:

Vamos configurar alguma equação usando o # K_a # valores:

#K_a (1) = (H_3O ^ + vezes HS ^ -) / (H_2S) #

#K_a (2) = (H_3O ^ + vezes S ^ (2 -)) / (HS ^ (-)) #

Este ácido dissociar-se-á em dois passos. Nos é dada a concentração de # H_2S # então vamos começar de cima e descer.

# 10 ^ -7 = (H_3O ^ + vezes HS ^ -) / (0.1) #

# 10 ^ -8 = (H_3O ^ + vezes HS ^ -) #

Então podemos supor que ambas as espécies estão na proporção de 1: 1 na dissociação, permitindo-nos tirar a raiz quadrada para encontrar a concentração de ambas as espécies:

#sqrt (10 ^ -8) = 10 ^ -4 = (H_3O ^ + = HS ^ -) #

Agora na segunda dissociação, # HS ^ - # vai agir como o ácido. Isso significa que ligamos a concentração encontrada no primeiro cálculo no denominador da segunda dissociação:

# 10 ^ -13 = (H_3O ^ + vezes S ^ (2 -)) / (10 ^ -4) #

Mesmo princípio para encontrar a concentração de # H_3O ^ + #:

# 10 ^ -17 = (H_3O ^ + vezes S ^ (2 -)) #

Conseqüentemente:

#sqrt (10 ^ -17) = 3,16 vezes 10 ^ -9 = H_3O ^ + = S ^ (2 -) #

Então a concentração combinada de # H_3O ^ + # será:

# 10 ^ -4 + (3,16 vezes 10 ^ -9) aproximadamente 10 ^ -4 #

# pH = -log H_3O ^ + #

# pH = -log 10 ^ -4 #

# pH = 4 #

Então a segunda dissociação foi tão pequena que realmente não impactou o pH. Eu acho que se este fosse um exame de múltipla escolha, então você só precisava olhar para a primeira dissociação e encontrar a raiz quadrada de #10^-8# para encontrar o # H_3O ^ + # concentração e, portanto, o # pH # usando a lei de log:

# log_10 (10 ^ x) = x #

Mas é sempre bom ser completo:)