Soluções reação entre solutos

Misturam-se 200 mL de solução 0,10 mol/L de Na2CO3 com 200 mL de solução 0,10 mol/L de H2SO4. Na solução resultante, é
INCORRETO afirmar que:

A) A concentração dos íons Na+ é 0,10 mol/L.
B) A concentração dos íons CO32_é igual à dos íons SO42_.
C) O pH é maior do que o da solução inicial de H2SO4.
D) A concentração dos íons OH- é menor do que a da solução inicial de Na2CO3.

Resposta letra B.

Alguém pode me ajudar?

Tenho dúvida em todas as alternativas menos a letra A, mas a letra B eu tinha praticamente certeza que estava correta (pois a qtidade de Na2SO4 é igual a H2CO3) daí não entendi. Também segundo a letra B fica evidente que ao fazer a reação eu não devo decompor o H2CO3 mesmo ele sendo instável, uma vez que ele pede a concentração dos íons CO32_ correto "pois senão terei apenas CO2 e H2O e não 2H+ e CO32-"? Devo considerar o equilíbrio iônico desse ácido fraco ou não ao calcular a concentração dos íons OH- da solução final ?

Na2CO3 (aq.) + H2SO4(aq.) --> Na2SO4 (aq) + H2CO3 (aq.)

H2CO3 (aq) --> H2O + CO2(g)

O CO2 gasoso vai embora, que nem o da Coca-Cola quando você deixa a garrafa destampada.

Ela de azedinha e "fazedoura de cócegas" na língua, fica um xarope doce e enjoativo, né ?

O H2CO3 (ácido carbônico) se decompõe quase sempre em H2O e CO2, que vai pro espaço, livre que nem Red Bull !


a) Correta, o sódio só troca de Marido

b) Errada, o CO2 sai voando da troca de casais.

c) Certa. Cadê o Àcido Carbônico ? Virou água... m menor concentração de H+, maior pH.

d) Obviamente que sim, foi neutralizado pelo H2SO4 e seria igual a de H+ se o CO2 não tivesse dado no pé.


Saudações Bullianas !

Acho que essa questão não é totalmente qualitativa mas também quantitativa.

Cálculos

1Na2CO3 (aq.) + 1H2SO4(aq.) --> 1Na2SO4 (aq) + 1H2CO3 (aq.)

CONCENTRAÇÃO H2SO4

O,10 MOL ---- 1OOOML
XMOL --------- 200ML
X=0,02MOL

CONCENTRAÇÃO Na2CO3

0,10 MOL ------ 1000ML
YMOL ---------- 2OOML
Y=0,02MOL

1MOL DE NA2CO3 PRODUZ 1MOL DE NA2SO4

0,02MOL DE NA2CO3 PRODUZ 0,02 MOL DE NA2SO4

VOLUME FINAL = 4OO ML
CONCENTRAÇÃO DO Na2SO4 = 0,02MOL/ 0,4mol =0,05mol

Dissociando o Sal (solúvel)
NaSO4 ----- 2Na+ + SO42-
0,05mol/L--0,1mol/L-- 0,05mol/L

Concentração Final dos íons SO42- = 0,05mol

1mol de Na2CO3 produz 1mol de H2CO3

0,02mol de Na2CO3 produz 0,02mol H2CO3

VOLUME FINAL = 400ML

Concentração do H2CO3 = 0,02mol/0,4L= 0,05mol/L

Ionizando o ácido fraco
H2CO3 ----- 2H+ + CO32-
0,05mol/L--- 0,1mol/L-- 0,05mol/L


Concentração final dos íons CO32- = 0,05mol/L

Portanto concentração de dos íons SO42- é igual a CO32-.
E a concentração do íons Na+ na solução final é 0,1mol/L.

Cálculo pH da solução inicial de H2SO4

O sal Na2CO3 é um sal básico, pois deriva de uma base forte (NaOH) e um ácido fraco (H2CO3).

Ionizando o ácido forte e observando a proporção estequiométrica da solução inicial temos:

H2SO4(aq) ---> 2H+(aq) + SO42-(aq)
0,02mol/L ---- 0,04mol/L --- 0,02mol/L

Cálculo pH

pH = - log [H+]
pH= -log 4.10^{-2}
pH= 2 - log 4
pH= 2 - lo2.2
pH= 2- log2 + log 2

O problema é esse ele não me deu o log2? Assim não há como calcular o pH da solução inicial para comparar com o da solução final. Além disso tenho aquele sal de caráter básico que vai influenciar no pH da solução inicial.????

A dúvida é essa. Alguém pode ajudar?

Eu não acho nada, pois nada perdi.

Cada um faz do seu jeito !

Obrigado! Mesmo não sanando todas as minhas dúvidas você já me ajudou bastante com as idéias...
Se o que disse lhe pareceu arrogância me desculpe não foi minha intenção.
Valeu pela ajuda!

rihan escreveu:Eu não acho nada, pois nada perdi.

Cada um faz do seu jeito !

Código:

Certa. Cadê o Àcido Carbônico ? Virou água... m menor concentração de H+, maior pH.

Não entendi essa alternativa.

O Ácido carbônico é um ácido fraco (foi aí que você me deu uma ideia!)
Se o ácido é fraco ele ioniza pouco logo a concentração de íons CO32- é menor que a de SO42-. Uma vez que esse ácido fica em sua maior parte na forma de H2CO3, ou seja, ionizou pouco. Isso responde a letra B.

Agora a letra C, sinceramente não entendi como assim o ácido carbônico virou água?
Eu sei que esse ácido é altamente instável e há um equilíbrio iônico segundo o equilíbrio da reação abaixo:
H2CO3 <========> 2H+ + CO32- <========> CO2 + H2O.

Não há necessidade de qualquer conta nessa questão.

Temos soluções com o mesmo volume e mesma Molaridade e, principalmente, a mesma Normalidade.

Isto significa que a reação será completa:

VN = V'N"

Quem lá estava e não sair, continuará lá.

a) Lá estava e lá ficou na mesma concentração.

b) SE E SOMENTE SE:

Não houvesse a decomposição: H2CO3 --> H2O + CO2 ↑

E

os pKas dos dois ácidos fossem o mesmo, a opção estaria correta.

Bastava uma das duas condições ser FALSA, que a assertiva seria falsa.

O pior é que as DUAS CONDIÇÕES SÃO FALSAS.

ENTÃO: FIM DE PAPO !

ELA ESTÁ INCORRETA !

Não havendo mais necessidade de se verificar as outras, no caso de concursos, para não se perder tempo imbecilmente

Mas para efeitos de exercício e estudo, vale verificar.

c) A solução de H2SO4 era ácida :face: , ou seja, pH = 1.

Como se sabe que era 1 ?

Pra você, que gosta de fazer contas:

Para ácidos fortes diluídos (α≈1) , que é o nosso caso, basta ver a ordem de grandeza da concentração molar e trocar o sinal da potência de 10:

0,1M = 10-¹ --> pH ≈ 1

Isso para concursos é ótimo, perde-se menos tempo, vale à pena saber.

Como houve a reação total, TODOS os [H+] provenientes do H2SO4 foram para o H2CO3, que além de se dissociar muito menos do que o H2SO4, se decompõe, SAINDO o CO2 do ambiente reacional, desequilibrando o equilíbrio (! ), conforme a Lei da Ação das Massas, consumindo ainda mais [H+] da solução e tranformando-o em água não dissociada.

Então, sem fazer qualquer CONTA, sabe-se que a concentração de [H+] na solução DIMINUI, logo, o pH da solução resultante AUMENTOU, e muito, em relação ao pH da solução de H2SO4 original.

Digo muito pois é da ordem de 10^6, quase um milhão de vezes menor...

d) Da mesma forma acontece com o carbonato de sódio, só que em relação à concentração de [OH-]. Inicialmente era uma solução medianamente básica, ph entre 8 e 9.

Depois de reagir com o H2SO4 a solução resultante ficaria NEUTRALIZADA, pH = 7,

SE E SOMENTE SE:

O CO2 não saísse do ambiente

E

Os pKas do H2SO4 e H2CO3 fossem iguais

Como o CO2 saiu fora, a basicidade diminui, mas não fica com pH = 7, como explicado antes, mas entre 7 e 8, menor do que era a solução original.

Mas nem precisaria esse raciocínio, já que SABEMOS que os pkas não são iguais, sendo o H2SO4 bem mais forte do que o H2CO3.

Disse a mesma coisa de antes, então, caso eu não tenha conseguido fazer você entender, aconselho-o a perguntar ao seu professor ou professora de química, que certamente irão lhe eplicar melhor.

Nossa! Obrigado mesmo, agora entendi tudo e você me deu altas dicas.
Valeu pela excelente explicação!

Que bom que você entendeu.