Considere: 250 mL de HCLO4 0,50 M+200 mL de HF 1.10^-8 M+100 mL de água. Balanço de carga, de massa e circ pH do sistema resultante. pKa(HF)=3,17

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma mistura de três soluções:
  1. 250 mL de HClO4 a 0,50 M.
  2. 200 mL de HF a 1,10^-8 M.
  3. 100 mL de água.
Precisamos fazer o balanço de carga, balanço de massa e calcular o pH desse sistema resultante. Para resolver isso, vamos precisar de conceitos de estequiometria de soluções, ácido forte e ácido fraco, além de entender como calcular o pH.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de HClO4 e HF que temos nas soluções originais.
Para a HClO4:
Mols de HClO4 = Volume (L) times Concentração (M) = 0,250 , L times 0,50 , M = 0,125 , mol çã
Para o HF:
Mols de HF = Volume (L) times Concentração (M) = 0,200 , L times 1,10^-8 , M = 2,00 times 10^-9 , mol çã

Passo 3

Agora, vamos somar os volumes para encontrar o volume total da solução:
Volume total = 250 , mL + 200 , mL + 100 , mL = 550 , mL = 0,550 , L

Passo 4

Como HClO4 é um ácido forte, ele se dissocia completamente em água:
HClO4 H^+ + ClO4^-
Portanto, a quantidade de H^+ proveniente da HClO4 é igual à de mols de , ou seja, 0,125 mol.
Já o HF é um ácido fraco, com HClO4. A concentração inicial é muito baixa ( pKa = 3,17 M), então a contribuição para 1,10^-8 a partir do HF será mínima comparada à da H^+.

Passo 5

Considerando que a água também contribui com um pouco de H^+ e OH^- devido à autoionização, mas nesse contexto, a contribuição de H^+ da HClO4 é tão grande que podemos desprezar a água na determinação do pH.

Passo 6

Agora, vamos calcular a concentração de H^+ na solução final. Sabemos que a quantidade total de H^+ é 0,125 mol, e o volume total é 0,550 L.
[H^+] = 0,125 , mol0,550 , L approx 0,227 , M

Passo 7

Por fim, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
pH = -log10 [H^+]
Aplicando a concentração calculada:
pH = -log10 (0,227) approx 0,64

Resposta

O pH do sistema resultante é aproximadamente 0,64.

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