Qual a [H^+]e o pH em uma solução de: HNO3 10^-11 mol L^-1.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa descobrir a concentração de íons de hidrogênio, , e o pH de uma solução de ácido nítrico ( ) com concentração mol/L. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especificamente sobre como os ácidos se dissociam em solução aquosa e como calcular o pH a partir da concentração de íons de hidrogênio.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o ácido nítrico ( HNO3 H^+ + NO3^- ) é um ácido forte. Isso significa que ele se dissocia completamente na água:
Então, a concentração de proveniente do será igual à concentração inicial do ácido, que é mol/L.

Passo 3

No entanto, precisamos considerar que a água pura também se autoioniza, produzindo íons H2O rightarrow H^+ + OH^- e [H^+]água = raizKw = raiz1 times 10^-14 = 1 times 10^-7 , mol/L :
A constante de autoionização da água ( ) é a 25°C. Em água pura, a concentração de proveniente da água é:
á

Passo 4

Agora, vamos somar as contribuições de [H^+]total = [H^+]HNO3 + [H^+]água = 10^-11 + 10^-7 approx 10^-7 , mol/L do ácido nítrico e da água:
á
Aqui, vimos que a contribuição do ácido se torna insignificante comparada à da água devido à concentração muito baixa do ácido.

Passo 5

Finalmente, para calcular o pH, usamos a fórmula:
pH = -log10 [H^+]total
Substituindo o valor:
pH = -log10 (10^-7) = 7

Resposta

A concentração de na solução é aproximadamente mol/L e o pH da solução é 7.

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