Calcular o pH resultante da solução quando 20,0 Ml de HCl 0,200 mol L^-1 é misturado com 25,0 mL de:
NH3 0,132 mol L^-1

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular o pH resultante quando misturamos duas soluções: 20,0 mL de HCl 0,200 mol/L com 25,0 mL de NH₃ 0,132 mol/L. Vamos precisar usar conceitos de ácido forte, base fraca, reação ácido-base e como calcular o pH no final dessa mistura.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de cada substância que temos. Para isso, usamos a fórmula:
mols = concentração times volume çã
Lembrando que o volume deve estar em litros.

Passo 3

Calculando os mols de HCl:
mols de HCl = 0,200 , mol/L times 0,020 , L = 0,004 , mol

Passo 4

Agora, calculando os mols de NH₃:
mols de NH3 = 0,132 , mol/L times 0,025 , L = 0,0033 , mol

Passo 5

Quando misturamos HCl (um ácido forte) com NH₃ (uma base fraca), eles reagem formando NH₄⁺ e Cl⁻:
HCl + NH3 NH4^+ + Cl^-
Como o HCl é um ácido forte, ele vai reagir completamente com o NH₃.

Passo 6

Vamos determinar qual reagente é o limitante. Comparando os mols:
  • HCl: 0,004 mol
  • NH₃: 0,0033 mol
O NH₃ é o limitante, então todo o NH₃ vai reagir, e sobrarão:
mols de HCl sobrando = 0,004 , mol - 0,0033 , mol = 0,0007 , mol

Passo 7

Agora, temos 0,0033 mol de NH₄⁺ formado e 0,0007 mol de HCl sobrando. Vamos calcular as concentrações finais considerando o volume total da solução:
Volume total = 20,0 , mL + 25,0 , mL = 45,0 , mL = 0,045 , L
Concentração de NH4^+ = 0,0033 , mol0,045 , L approx 0,0733 , mol/L çã
Concentração de HCl sobrando = 0,0007 , mol0,045 , L approx 0,0156 , mol/L çã

Passo 8

Como o HCl sobrante ainda é um ácido forte, ele vai determinar o pH da solução final. O pH é calculado usando:
pH = -log [H^+]
Aqui, [H⁺] é a concentração de HCl sobrante.

Passo 9

Calculando o pH:
pH = -log (0,0156) approx 1,81

Resposta

O pH da solução resultante é aproximadamente 1,81.

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