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

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:
Concentração de H3O^+ = 0,1 , mol/L times 0,03 = 0,003 , mol/L çã
Ou seja, a concentração de íons H₃O⁺ na solução é 0,003 mol/L.

Passo 3

Agora, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
pH = -log[H3O^+]
Substituindo a concentração que encontramos:
pH = -log(0,003)
Sabemos que 0,003 pode ser escrito como 3 times 10^-3. Então:
pH = -log(3 times 10^-3) = -(log 3 + log 10^-3) = -0,5 + 3 = 2,5

Resposta

A resposta correta é a letra c) 2,5.

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