Calcular a concentração das espécies
e
, bem como os valores de pH e pOH de uma solução
.L-1 de HCl. Obs.: pH não pode ser básico.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre química aquosa! A gente precisa calcular a concentração das espécies
e
, além dos valores de pH e pOH para uma solução de ácido clorídrico (HCl) com concentração
. Vamos usar conceitos de equilíbrio químico e as definições de pH e pOH para chegar nas respostas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o HCl é um ácido forte, o que significa que ele se ioniza completamente na água. Então, a concentração de
proveniente do HCl é igual à concentração inicial do HCl:
Passo 3
Entretanto, a água também se autoioniza ligeiramente, produzindo
e
. A constante de ionização da água (
) é:
Em água pura, sem ácido ou base, temos:
Passo 4
Como temos ácido na solução, a concentração total de
será a soma da proveniente do HCl e da água:
Passo 5
Agora, usando a constante de ionização da água, podemos encontrar a concentração de
:
Passo 6
Para encontrar o pH, usamos a definição:
Substituindo:
Passo 7
E para o pOH, sabemos que:
Substituindo:
Resposta
A concentração de
é
, a concentração de
é
, o pH da solução é aproximadamente 6.87 e o pOH é aproximadamente 7.13.