Question

A hidrazina é uma base fraca diprotica em que as constantes de ionização são mostradas a seguir:
N2H4+H20 ->( N2H5+) + OH- KB=4X10-7
(N2H5+)+H20-> (N2H6+)+ OH- KB+5X10-12

Determine a concentração de íons N2H6+ e o ph de uma solução de 0,1 M de hidrazina. Dados log2=0.3

Answer 1

Para achar o PH usaremos apenas a primeira etapa:

$\begin{matrix} 1^{ o }\quad etapa & N_{ 2 }H_{ 4 }_{ (aq) } & H_{ 2 }O_{ (l) } & N_{ 2 }H_{ 5 }^{ + } & OH^{ - } \\ inicio & 0,1M & - & 0 & 0 \\ reage\quad e\quad forma & x & - & x & x \\ equilibrio & (0,1-x)M & - & xM & xM \end{matrix}$

O x é muito pequeno, ou seja, podemos simplificar:

$K_{ b }=\frac { [N_{ 2 }H_{ 5 }^{ + }]*[OH^{ - }] }{ [N_{ 2 }H_{ 4 }] } \\ \\ 4*10^{ -7 }=\frac { x*x }{ 1*10^{ -1 } } \\ \\ x=[OH^{ - }]=2*10^{ -4 }\quad mol/L$

Usando a definição de logaritmos:

$pOH=log\frac { 1 }{ [OH^{ - }] } \\ \\ pOH=4-log2\\ pOH=3,7\\ \\ pH+pOH=14~~(25^o)C\\\boxed { pH=10,3}$

Agora usando a segunda etapa acharemos a concentração que ele quer:

$\begin{matrix} 2^{ o }~ etapa & N_{ 2 }H_{ 5 }_{ (aq) }^{ + } & H_{ 2 }O_{ (l) } & N_{ 2 }H_{ 6 }^{ 2+ } & OH^{ - } \\ inicio & 2*10^{ -4 }M & - & 0 & 2*10^{ -4 }M \\ reage~e~ forma & y & - & y & y \\ equilibrio & (2*10^{ -4 }-y)M & - & yM & (2*10^{ -4 }+y)M \end{matrix}$

Também podemos simplificar:

$K_{ b }=\frac { [N_{ 2 }H_{ 6 }^{ 2+ }]*[OH^{ - }] }{ [N_{ 2 }H_{ 5 }^{ + }] } \\ \\ 5*10^{ -12 }=\frac { y*2*10^{ -4 } }{ 2*10^{ -4 } } \\ \\ \boxed {y=[N_{ 2 }H^{ 2+ }_{ 6 }]=5*10^{ -12 }\quad mol/L}$

Isso sempre vai acontecer na segunda etapa, o Kb será igual a concentração do íon.