Calcular o pH da solução que resulta quando de são
misturados com de solução .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse problema juntos! A gente precisa calcular o pH de uma solução que surge quando misturamos 40,0 mL de uma solução de com concentração de e 20,0 mL de uma solução de também com .
O conteúdo aqui envolve reações ácido-base, especialmente a reação entre uma base fraca ( ) e um ácido forte ( ). Vamos precisar usar conceitos de concentração, reação de neutralização e cálculo de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular as quantidades de mols de cada reagente que temos.
A fórmula para calcular os mols é:
çã
Convertendo o volume de mL para L:
Calculando os mols de :
Calculando os mols de :

Passo 3

Agora, vamos ver o que acontece quando misturamos com . A reação entre eles é:
é um ácido forte e reage completamente com a base fraca .
Vamos verificar qual reagente vai sobrar após a reação.
Temos 0,0040 mol de e 0,0020 mol de . Como a relação é 1:1, todo o vai reagir com :
Também teremos 0,0020 mol de formado.

Passo 4

Agora, vamos encontrar as concentrações das espécies na solução final. Primeiro, precisamos calcular o volume total da solução:
Concentração de sobrante:
Concentração de :

Passo 5

Agora temos uma solução que contém e , formando um sistema tampão. Para calcular o pH, vamos usar a equação de Henderson-Hasselbalch:
á
Primeiro, precisamos do do . Sabemos que:

Passo 6

Agora, aplicando na equação de Henderson-Hasselbalch:

Resposta

O pH da solução resultante é aproximadamente .

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