Calcule
e pH em uma solução obtida pela adição de
de
M a
de
.
3,70
Passo 1
Beleza, vamos começar resumindo o que a questão pede. A gente precisa calcular a concentração de íons hidrônio
e o pH de uma solução resultante da mistura de 20,0 mL de NaOH 0,200 M com 160,0 mL de ácido acético
0,30 M, sabendo que a constante de acidez
. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria de ácidos e bases, cálculo de concentrações após a mistura e a relação entre
e pH.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols de NaOH e
temos inicialmente. A fórmula para encontrar mols é:
Convertendo os volumes de mL para litros:
Agora, calculamos os mols:
Passo 3
Quando a base forte NaOH é adicionada ao ácido fraco
, ocorre uma reação de neutralização:
Vamos ver qual dos reagentes é o limitante. Comparando os mols:
Então, o NaOH é o reagente limitante e vai reagir completamente com o ácido.
Passo 4
Após a reação, a quantidade de
que sobra é:
Também, teremos 0,004 mol de
formado.
Passo 5
Agora, vamos calcular o volume total da solução após a mistura:
Então, as concentrações das espécies na solução são:
Passo 6
Temos um tampão formado por um ácido fraco e sua base conjugada. A equação de Henderson-Hasselbalch é ideal para calcular o pH nesse caso:
Primeiro, vamos calcular a
:
Agora, aplicamos os valores na equação:
Passo 7
Para encontrar a concentração de íons hidrônio
, usamos a relação entre pH e
:
Rearranjando: