Calcule:
a) Considere
de uma solução de
. Se nessa solução for adicionado 20 ml de NaOH pH
. Qual seria o pH da solução resultante?
a) Considere
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma solução de HCl com pH igual a 1,0 e vai adicionar nela uma solução de NaOH com pH igual a 10,5. Nosso objetivo aqui é descobrir qual será o pH da solução final depois dessa mistura. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de química ácido-base, como concentração de íons H⁺ e OH⁻, e entender como eles interagem quando misturados.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que o pH representa. O pH é uma medida de quão ácida ou básica é uma solução, e é definido pela fórmula:
Isso significa que, para encontrar a concentração de íons H⁺ na solução de HCl, a gente pode rearranjar a fórmula:
Então, com pH = 1,0 da solução de HCl:
Passo 3
Agora, vamos fazer o mesmo para a solução de NaOH. O pH da solução básica está relacionado ao pOH pela relação:
Então, com pH = 10,5:
E a concentração de íons OH⁻ é:
Passo 4
Agora, vamos calcular a quantidade de mols de H⁺ e OH⁻ em cada solução. Para isso, usamos a fórmula:
Para a solução de HCl:
Volume = 50,00 mL = 0,050 L
Para a solução de NaOH:
Volume = 20,00 mL = 0,020 L
Passo 5
Agora, vamos ver o que acontece quando misturamos as soluções. Os íons H⁺ do ácido reagem com os íons OH⁻ da base para formar água:
Vamos comparar a quantidade de mols de H⁺ e OH⁻:
- Mols de H⁺: 0,005 mol
- Mols de OH⁻: 0,00000632 mol
Como há mais mols de H⁺ do que de OH⁻, os íons H⁺ em excesso determinarão o pH da solução final.
Mols de H⁺ em excesso:
Passo 6
Agora, precisamos encontrar a concentração de H⁺ na solução final. Primeiro, vamos calcular o volume total da mistura:
Então, a concentração de H⁺ em excesso é:
Passo 7
Finalmente, usamos a fórmula do pH para encontrar o valor final:
Substituindo a concentração encontrada:
Resposta
O pH da solução resultante é aproximadamente 1,15.