O ácido fluorídrico, $\mathrm{HF}(\mathrm{aq})$, é um ácido fraco, cuja reação de ionização em água pode ser traduzida por
$$\mathrm{HF}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_2 \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{F}^{-}(\mathrm{aq})+\mathrm{H}_3 \mathrm{O}^{+}(\mathrm{aq})$$
Questão:
O $\mathrm{pH}$ de uma solução de ácido fluorídrico de concentração $0,020 \mathrm{~mol} \mathrm{~dm}^{-3}$ é $2,45$ , a $25^{\circ} \mathrm{C}$.
Determine a percentagem de ácido não ionizado, nessa solução.
Apresente todas as etapas de resolução.
Fonte: IAVE
Fonte: IAVE
Resolução do Exercício:
Conhecendo o pH da solução é possível calcular concentração de $\mathrm{H_{3}O^{+}}$ neste sistema em equilíbrio químico.
$$\mathrm{pH=-log[H_{3}O^{+}]_{e} \Leftrightarrow [H_{3}O^{+}]_{e}=10^{-pH} \Leftrightarrow [H_{3}O^{+}]_{e}=10^{-2,45} \Leftrightarrow [H_{3}O^{+}]_{e}\approx3,55\times10^{-3}~mol~dm^{-3}}$$
A concentração de ião $\mathrm{H_{3}O^{+}}$ resulta da ionização do ácido fluorídrico, sendo igual à concentração de ácido fluorídrico formada a partir desta ionização. Assim sendo, a concentração de ácido não ionizado será:
$$\mathrm{[H_{3}O^{+}]_{e}=[HF]_{ionizado}}$$
$$\mathrm{[HF]_{n\tilde{a}o~ionizado}=[HF]_{i}-[HF]_{ionizado} \Leftrightarrow [HF]_{n\tilde{a}o~ionizado}=0,020-3,55 \times 10^{-3} \Leftrightarrow}$$
$$\mathrm{\Leftrightarrow [HF]_{n\tilde{a}o~ionizado}=1,645\times 10^{-2}~mol~dm^{-3}}$$
A percentagem de ácido não ionizado nesta solução pode ser calculado pela comparação das concentrações do ácido não ionizado e do ácido presente na solução inicialmente.
$$\mathrm{N.\,ionizado(\%)=\frac{n_{HF(n\tilde{a}o\,ionizado)}}{n_{HF(i)}}\times100 }= \frac{\frac{\mathrm{[HF]_{n\tilde{a}o\,ionizado}}}{V}}{\frac{[HF]_{i}}{V}}\times100 =\mathrm{ \frac{[HF]_{n\tilde{a}o\,ionizado}}{[HF]_{i}}\times100}$$
$$\mathrm{N.\,ionizado(\%)=\frac{1,645 \times 10^{-2}}{0,020} \times100 \approx 82\%}$$
Resposta: A percentagem de ácido fluorídrico não ionizado é de 82%.
Fonte: