Calcule:
b) Considere
de uma solução de
. Se nessa solução for adicionado
de
. Qual seria o pH da solução resultante?
b) Considere
Passo 1
Vamos entender o que o problema está nos pedindo. Temos 100 ml de uma solução de hidróxido de potássio (KOH) com pH = 10,0 e vamos adicionar 15 ml de ácido nítrico (HNO₃) com pH = 1,5. Precisamos determinar o pH da solução resultante após essa mistura. Para resolver, vamos precisar usar conceitos de concentração, pH, quantidades de íons hidroxila e hidrogênio, e como essas quantidades interagem quando misturamos as soluções.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o pH está relacionado à concentração de íons hidrogênio [H⁺] na solução pela fórmula:
E para bases, também temos a concentração de íons hidroxila [OH⁻] relacionada pelo:
Vamos calcular as concentrações de [OH⁻] na solução de KOH e de [H⁺] na solução de HNO₃.
Passo 3
Calculando a concentração de [OH⁻] na solução de KOH:
Sabemos que para bases fortes como KOH, cada molécula se dissocia completamente:
Então, a concentração de [OH⁻] é igual à concentração de KOH. Primeiro, vamos encontrar [OH⁻] usando o pH:
Passo 4
Agora, vamos calcular a concentração de [H⁺] na solução de HNO₃:
Ácidos fortes como HNO₃ se dissociam completamente:
Usando o pH dado:
Passo 5
Agora, vamos calcular as quantidades de moles de [OH⁻] e [H⁺] em cada solução antes da mistura:
Para KOH:
Para HNO₃:
Passo 6
Após a mistura, teremos uma reação entre os íons H⁺ e OH⁻:
Vamos subtrair os moles que se neutralizam:
Passo 7
Agora, vamos calcular a nova concentração de [H⁺] na solução resultante. O volume total da solução é:
Passo 8
Finalmente, calculamos o pH da solução resultante:
Resposta
O pH da solução resultante é aproximadamente 2,39.