Calcule o pH de uma solução preparada pela mistura de 2,0 mL de uma solução de ácido forte de pH 3,00 e 3,0 mL de uma base forte de pH 10,0.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o pH de uma solução que é feita misturando 2,0 mL de um ácido forte com pH 3,00 e 3,0 mL de uma base forte com pH 10,0. O conteúdo envolvido aqui é de química, mais especificamente de ácidos e bases fortes e como calcular o pH de misturas dessas soluções. Vamos precisar entender como calcular a concentração de íons e e como eles interagem na mistura.

Passo 2

Primeiro, vamos encontrar a concentração de íons pH = -log [H^+] da solução ácida. O pH é definido pela fórmula:
[H^+] = 10^-pH = 10^-3,00 = 1,0 times 10^-3 , mol/L
Dado que o pH do ácido é 3,00, podemos reescrever para encontrar :

Passo 3

Agora, vamos calcular a concentração de íons pOH = 14 - pH da solução básica. O pOH está relacionado ao pH pela fórmula:
pOH = 14 - 10,0 = 4,0
Então, para o pH da base que é 10,0:
[OH^-] = 10^-pOH = 10^-4,0 = 1,0 times 10^-4 , mol/L
E a concentração de é:

Passo 4

Vamos calcular as quantidades de Quantidade = Concentração times Volume e 2,0 , mL = 0,002 , L, 3,0 , mL = 0,003 , L nas soluções antes da mistura. Para isso, usamos a fórmula:
Quantidade de H^+ = 1,0 times 10^-3 , mol/L times 0,002 , L = 2,0 times 10^-6 , mol çã
Convertendo os volumes para litros:
Quantidade de OH^- = 1,0 times 10^-4 , mol/L times 0,003 , L = 3,0 times 10^-7 , mol
Então:

Passo 5

Depois de misturar as soluções, o volume total será:
0,002 , L + 0,003 , L = 0,005 , L , (5,0 , mL)
Agora, precisamos ver se o ácido ou a base está em excesso. Comparamos as quantidades de 2,0 times 10^-6 , mol , (H^+) vs 3,0 times 10^-7 , mol , (OH^-) e :
Como , o ácido está em excesso.

Passo 6

Vamos calcular a quantidade de Quantidade de H^+ , sobra = 2,0 times 10^-6 , mol - 3,0 times 10^-7 , mol = 1,7 times 10^-6 , mol que sobra após a neutralização com [H^+] = 1,7 times 10^-6 , mol0,005 , L = 3,4 times 10^-4 , mol/L :
Agora, a concentração de na solução final será:

Passo 7

Finalmente, para encontrar o pH da solução resultante, usamos novamente a fórmula do pH:
pH = -log [H^+] = -log (3,4 times 10^-4) approx 3,47

Resposta

O pH da solução resultante é aproximadamente 3,47.

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