O fluoreto de hidrogênio apresenta-se em solução aquosa como líquido incolor, fumegante e de odor penetrante. É usado na produção da gasolina de alta octanagem, agrotóxicos, detergentes, teflon e no enriquecimento do urânio para fins de energia nuclear. Considere o equilíbrio iônico do ácido fluorídrico abaixo. HF(aq) + H2O(l) H3O + (aq) + F– (aq) Sabe-se que o fluoreto de hidrogênio é um ácido fraco, pois de 100 moléculas de HF, somente 3 se ionizarão. Sendo assim, o pH de uma solução aquosa, com concentração 0,1 mol/L desse ácido, será Dado: log de 3 = 0,5 aproximadamente:
a) 0,5
b) 1,5
c) 2,5
d) 1,0
e) 2,0
a) 0,5
b) 1,5
c) 2,5
d) 1,0
e) 2,0
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão tá pedindo. A gente tem uma solução de fluoreto de hidrogênio (HF), que é um ácido fraco. Isso significa que nem todo HF se dissolve formando íons. Especificamente, de 100 moléculas de HF, só 3 se ionizam. Queremos descobrir qual é o pH dessa solução quando a concentração inicial de HF é 0,1 mol/L. Para isso, vamos precisar usar conceitos de química de ácidos e bases, especialmente sobre ácidos fracos e como calcular o pH a partir da concentração de íons H₃O⁺.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa que só 3% das moléculas de HF se ionizam. Se a concentração inicial de HF é 0,1 mol/L, então a quantidade que se ioniza vai ser 3% disso. Calculando:
Ou seja, a concentração de íons H₃O⁺ na solução é 0,003 mol/L.
Passo 3
Agora, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
Substituindo a concentração que encontramos:
Sabemos que 0,003 pode ser escrito como
. Então:
Resposta
A resposta correta é a letra c) 2,5.