Um estudante colocou K2O sólido em um balāo volumétrico de 500,0 mL, que foi então enchido com água, resultando em 500,0 mL de uma solução de KOH 10,0 mL desta solução foram, entāo, transferidos para outro balão volumétrico e diluidos até 300,0 mL. O pH da solução diluída é 14,12 . Qual é a concentração de ion hidróxido (a) na solução diluída? (b) na solução original? © Que massa da K2O foi colocada no primeiro balāo?

Passo 1

Vamos resolver um exercício de químicas que envolve concentração de soluções, diluições e cálculos de pH. Precisamos determinar a concentração de íons hidróxido (OH⁻) na solução diluída e na solução original, além de calcular a massa de K₂O utilizada inicialmente. Para isso, vamos utilizar conceitos de química como pH, pOH, diluição de soluções e estequiometria das reações químicas envolvidas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a relação entre pH e a concentração de íons hidróxido (OH⁻). Sabemos que:
Dado que o pH da solução diluída é 14,12, podemos encontrar o pOH:

Passo 3

Agora, vamos calcular a concentração de íons hidróxido (OH⁻) na solução diluída usando a relação entre pOH e [OH⁻]:
Rearranjando para encontrar [OH⁻]:

Passo 4

Agora, precisamos encontrar a concentração de íons hidróxido na solução original. Sabemos que houve uma diluição de 10,0 mL para 300,0 mL. Usamos a fórmula da diluição:
Onde:
  • é a concentração original.
  • é o volume inicial (10,0 mL).
  • é a concentração final (1,32 mol/L).
  • é o volume final (300,0 mL).
Rearranjando para :

Passo 5

Agora, vamos determinar a massa de K₂O que foi colocada no primeiro balão. Sabemos que K₂O reage com água para formar KOH:
A partir da concentração da solução original ( ) e do volume (500,0 mL = 0,500 L), podemos calcular a quantidade de mols de KOH:
Como cada mol de K₂O gera 2 mols de KOH, a quantidade de mols de K₂O é:
Por fim, calculamos a massa de K₂O usando a massa molar do K₂O ( ):

Resposta

(a) A concentração de íons hidróxido na solução diluída é aproximadamente 1,32 mol/L.
(b) A concentração de íons hidróxido na solução original é 39,6 mol/L.
© A massa de K₂O colocada no primeiro balão foi de 931,58 g.

Exercícios relacionados