a) No laboratório o aluno adicionou 10 mL de solução de ácido clorídrico sobre 15 mL de uma base hidróxido de potássio, ambas de mesma concentração molar. Qual a faixa de pH final? Justifique.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem aqui um exercício de química envolvendo uma reação de neutralização entre ácido clorídrico (HCl) e hidróxido de potássio (KOH). A ideia é descobrir qual será a faixa de pH da solução resultante quando misturamos 10 mL de HCl com 15 mL de KOH, ambos com a mesma concentração molar. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos como molaridade, reações ácido-base e cálculo de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de substância (moles) de cada reagente que estamos adicionando. A molaridade (M) é a quantidade de moles por litro de solução. Como as concentrações são iguais, podemos simplificar os cálculos usando os volumes.
Mo<=s de HCl = M times Volume = M times 0,010 L
Mo<=s de KOH = M times Volume = M times 0,015 L

Passo 3

Agora, analisamos a reação de neutralização:
HCl + KOH KCl + H2O
Essa equação mostra que 1 mol de HCl reage com 1 mol de KOH para formar 1 mol de KCl e água. Como as quantidades de HCl e KOH não são as mesmas, vamos ver qual dos reagentes está em excesso.

Passo 4

Comparando os moles:
  • Moles de HCl: Mo<=s excedentes de KOH = M times 0,015 - M times 0,010 = M times 0,005
  • Moles de KOH:
Como , o KOH está em excesso. A quantidade de KOH que sobra após a reação será:

Passo 5

Com os moles de KOH em excesso conhecidos, podemos calcular a concentração de íons hidróxido ( Volume total = 10 mL + 15 mL = 25 mL = 0,025 L ) na solução final. O volume total da solução é:
[OH^-] = Mo<=s excedentes de KOHVolume total = M times 0,0050,025 = 0,2M
A concentração de é:

Passo 6

Agora, vamos calcular o pH da solução. Sabemos que:
pOH = -log [OH^-] = -log (0,2) approx 0,70
E como pH = 14 - 0,70 = 13,30 :

Resposta

A faixa de pH final da solução é aproximadamente 13,3, indicando uma solução fortemente básica.

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