Desafio | Físico-Química

1) Em um teste laboratorial, uma amostra de acetato de etila na concentração de 0,02 mol/L reagiu completamente com uma solução concentrada de hidróxido de sódio 0,01 mol/L, reação esta do tipo hidrólise alcalina ou saponificação. Esse tipo de mecanismo reacional é interessante, pois seu produto principal possui fortes interações intermoleculares com substâncias polares e apolares, servindo comumente como substância detergente.

Escreva a reação citada, fornecendo uma justificativa para o caráter ácido, básico ou neutro da solução obtida - considerando apenas o produto principal. Em seguida, desprezando efeitos do produto secundário e considerando a utilização de 300ml de acetato de etila e 500ml de hidróxido de sódio, calcule o pH da solução salina final.

Dados: constante de dissociação ácida do ácido acético  →  Ka = 2 . 10^-5
           produto iônico da água  →  Kw = 1 . 10^-14
           caso necessário, utilize  →  √2 = 1,4  ;  log 17,5 = 1,24

A reação: AcOEt + NaOH -> AcONa + EtOH (acetato de etila + hidróxido de sódio -> acetato de sódio + etanol).
Se ainda sobrar NaOH na solução, ele dissocia em Na+ + OH-. EtOH não ioniza. AcONa hidrolisa a água: AcO- + H2O <=> AcOH + OH- (kh = kw/ka = 5 . 10^-10)
Então, a solução obtida é básica.

Misturando 300mL de acetato com 500mL de hidróxido:
300 . 0.02 = 800 . [AcOEt] => [AcOEt] =7.5 . 10^-3
500 . 0.01 = 800 . [NaOH] => [NaOH] = 6.25 . 10^-3

Daí:
    AcOEt      +     NaOH     -->    AcONa      +      EtOH
7.5 . 10^-3    6.25 . 10^-3            0                      0
-6.25.10^-3   -6.25.10^-3      +6.25.10^-3     +6.25.10^-3
1.25 . 10^-3          0                6.25.10^-3        6.25.10^-3
Só nos interessa o AcONa:
       AcO-   +     H2O    <=>    AcOH    +    OH-, K = 5 . 10^-10
 6.25.10^-3       ----                  0                0
       -x               ----                 +x             +x
E no equilíbrio deve valer: x²/(6.25 . 10^-3 - x) = 5 . 10^-10.
Como de praxe, x é pequenino, então 6.25 . 10^-3 - x é praticamente 6.25.10^-3.
=> x² ≅ 31.25 . 10^-13 = 25/8 . 10^-12 = 5 . 10^-6/2√2 = 5/4 . √2 . 10^-6 ≅ 1.25 . 1.4 . 10^-6 = 1.75 . 10^-6 = 17.5 . 10^-5 => pOH = -log(17.5.10^-5) = -log(17.5) - log(10^-5) = -1.24 + 5 = 3.76 => pH = 14 - 3.76 = 10.24.

Lipo_f escreveu:A reação: AcOEt + NaOH -> AcONa + EtOH (acetato de etila + hidróxido de sódio -> acetato de sódio + etanol).
Se ainda sobrar NaOH na solução, ele dissocia em Na+ + OH-. EtOH não ioniza. AcONa hidrolisa a água: AcO- + H2O <=> AcOH + OH- (kh = kw/ka = 5 . 10^-10)
Então, a solução obtida é básica.

Misturando 300mL de acetato com 500mL de hidróxido:
300 . 0.02 = 800 . [AcOEt] => [AcOEt] =7.5 . 10^-3
500 . 0.01 = 800 . [NaOH] => [NaOH] = 6.25 . 10^-3

Daí:
    AcOEt      +     NaOH     -->    AcONa      +      EtOH
7.5 . 10^-3    6.25 . 10^-3            0                      0
-6.25.10^-3   -6.25.10^-3      +6.25.10^-3     +6.25.10^-3
1.25 . 10^-3          0                6.25.10^-3        6.25.10^-3
Só nos interessa o AcONa:
       AcO-   +     H2O    <=>    AcOH    +    OH-, K = 5 . 10^-10
 6.25.10^-3       ----                  0                0
       -x               ----                 +x             +x
E no equilíbrio deve valer: x²/(6.25 . 10^-3 - x) = 5 . 10^-10.
Como de praxe, x é pequenino, então 6.25 . 10^-3 - x é praticamente 6.25.10^-3.
=> x² ≅ 31.25 . 10^-13 = 25/8 . 10^-12 = 5 . 10^-6/2√2 = 5/4 . √2 . 10^-6 ≅ 1.25 . 1.4 . 10^-6 = 1.75 . 10^-6 = 17.5 . 10^-5 => pOH = -log(17.5.10^-5) = -log(17.5) - log(10^-5) = -1.24 + 5 = 3.76 => pH = 14 - 3.76 = 10.24.

Cálculos corretos.