Calcule o pH das soluções a seguir. Dado
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de
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Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem que calcular o pH de uma solução resultante da mistura de 150 mL de NaOH 0,02 mol/L com 50 mL de HBr 0,03 mol/L. Isso envolve conceitos de química ácido-base, especificamente a neutralização entre uma base forte (NaOH) e um ácido forte (HBr). Vamos precisar calcular quantos mols de cada reagente temos, ver qual sobra depois da reação e, finalmente, usar isso para achar o pH.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de cada substância que temos. A fórmula para isso é:
Para o NaOH:
Para o HBr:
Passo 3
Agora, vamos ver a reação que vai rolar. NaOH e HBr reagem numa reação de neutralização completa formando água e um sal:
Essa reação acontece numa proporção de 1:1, ou seja, 1 mol de NaOH reage com 1 mol de HBr.
Passo 4
Vamos ver quem está em excesso. Temos 0,003 mol de NaOH e 0,0015 mol de HBr. Como a reação consome igual quantidade de ambos, todo o HBr vai reagir, mas vai sobrar:
Então, sobra 0,0015 mol de NaOH.
Passo 5
Agora, precisamos saber a concentração do NaOH que sobra na solução final. Primeiro, somamos os volumes:
A concentração de NaOH na solução excessa é:
Como NaOH é uma base forte, ela se dissocia completamente em íons Na⁺ e OH⁻. Então, a concentração de OH⁻ é igual à do NaOH:
Passo 6
Para encontrar o pH, primeiro calculamos o pOH usando a fórmula:
Então,
Sabemos que:
Então,
Arredondando, temos pH ≈ 11,9.
Resposta
O pH da solução resultante é aproximadamente 11,9.