Bom dia, Lene.
A primeira coisa é saber que potencial hidrogeniônico é o pH.
Quando a amônia (NH3) é dissolvida em água, a seguinte reação acontece:
NH3 + H2O ---> NH4+ + OH-
Como a solução é básica devido à formação do OH-, eu prefiro trabalhar com pkb e kb ao invés de trabalhar com pka e ka. Para achar o pkb, nós podemos utilizar a seguinte relação:
pka + pkb = 14
pkb = 14 - pka
pkb = 14 - 9,245 = 4,755
Agora, lembrando que pkb = -log(kb), nós fazemos o seguinte:
4,755 = -log(kb)
-4,755 = log(kb)
kb = 10^(-4755)
kb = 1,758x10^-5
Sabendo que kb é a razão entre a concentração dos produtos e a concentração dos reagentes, a fórmula pro kb da reação da amônia com a água é a seguinte:
kb = [NH4+]*[OH-] / [NH3]
(Lembre-se que a água está em abundância e é o solvente da amônia. Logo, ela não entra nessa fórmula pois sua concentração é constante)
Quando NH3 é dissolvido em água, uma quantidade x dela reage com a água. Pela estequiometria da reação, forma-se uma quantidade x de NH4+ e uma quantidade x de OH-. Portanto, quando o equilíbrio é atingido, nós temos que:
[NH4+] = x mol/L
[OH-] = x mol/L
[NH3] = (0,1 - x) mol/L, porque x mols de NH3 foram consumidos para formar x de NH4+ e x de OH-
Se substituírmos esses valores na equação do kb, temos:
kb = (x*x)/(0,1-x)
O valor do Kb (1,758x10^-5) é muito baixo. Isso quer dizer que a quantidade de amônia que reage é muito pequena e, então, nós podemos desconsiderar o x no denominador e assumir que a concentração de NH3 é 0,1. Logo, a equação fica:
kb = (x^2) / 0,1
x = raiz_quadrada(0,1*kb)
x = raiz_quadrada(0,1*1,758x10^-5)
x = 0,001326 mol/L
Mas x é a concentração de OH-:
[OH-] = 0,001326 mol/L
Agora calculamos o pOH para depois calcular o pH
pOH = -log[OH-] = -log(0,001326) = 2,877
Sabemos que pH + pOH = 14. Então:
pH = 14 - pOH = 14 - 2,877 = 11,123
