Calcular o pH resultante da solução quando
de HCl 0,200
é misturado com 25,0 mL de:
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:
Lembrando que o volume deve estar em litros.
Passo 3
Calculando os mols de HCl:
Passo 4
Agora, calculando os mols de NH₃:
Passo 5
Quando misturamos HCl (um ácido forte) com NH₃ (uma base fraca), eles reagem formando NH₄⁺ e 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:
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:
Passo 8
Como o HCl sobrante ainda é um ácido forte, ele vai determinar o pH da solução final. O pH é calculado usando:
Aqui, [H⁺] é a concentração de HCl sobrante.
Passo 9
Calculando o pH:
Resposta
O pH da solução resultante é aproximadamente 1,81.