Calcular a concentração das espécies H^+e OH-, bem como os valores de pH e pOH de uma solução 3.5 times 10^-8 mol.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 H^+ e OH^-, além dos valores de pH e pOH para uma solução de ácido clorídrico (HCl) com concentração 3.5 times 10^-8 mol,L^-1. 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 H^+ proveniente do HCl é igual à concentração inicial do HCl:
[H^+]HCl = 3.5 times 10^-8 mol,L^-1

Passo 3

Entretanto, a água também se autoioniza ligeiramente, produzindo H^+ e OH^-. A constante de ionização da água ( Kw) é:
Kw = [H^+][OH^-] = 1.0 times 10^-14 mol^2,L^-2
Em água pura, sem ácido ou base, temos:
[H^+]água = [OH^-]água = 1.0 times 10^-7 mol,L^-1 áá

Passo 4

Como temos ácido na solução, a concentração total de H^+ será a soma da proveniente do HCl e da água:
[H^+]total = [H^+]HCl + [H^+]água = 3.5 times 10^-8 + 1.0 times 10^-7 = 1.35 times 10^-7 mol,L^-1 á

Passo 5

Agora, usando a constante de ionização da água, podemos encontrar a concentração de OH^-:
[OH^-] = Kw[H^+]total = 1.0 times 10^-141.35 times 10^-7 approx 7.41 times 10^-8 mol,L^-1

Passo 6

Para encontrar o pH, usamos a definição:
pH = -log10([H^+]total)
Substituindo:
pH = -log10(1.35 times 10^-7) approx 6.87

Passo 7

E para o pOH, sabemos que:
pOH = -log10([OH^-])
Substituindo:
pOH = -log10(7.41 times 10^-8) approx 7.13

Resposta

A concentração de H^+ é 1.35 times 10^-7 mol,L^-1, a concentração de OH^- é 7.41 times 10^-8 mol,L^-1, o pH da solução é aproximadamente 6.87 e o pOH é aproximadamente 7.13.

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