Uma parte de 25,00 mL de uma solução de HCl de 0,100 M em água é combinada com 10,00 mL de uma solução de NaOH de 0,0500 M. Se os íons H^+e OH^-dessas duas substâncias se combinam em uma proporção de 1:1 para formar água, qual será o pH da solução final a 25^circ C ?

Passo 1

Vamos resolver um problema de química envolvendo ácidos e bases. Temos uma solução de ácido clorídrico (HCl) e uma solução de hidróxido de sódio (NaOH). Precisamos descobrir qual será o pH da solução final após misturarmos essas duas soluções. Para isso, vamos usar conceitos de quantidade de matéria (moles), neutralização ácido-base e cálculo de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de íons hidrogênio ( H^+) e hidroxila ( OH^-) presentes em cada solução. A quantidade de matéria (moles) é dada pela fórmula:
mo<=s = M times V
Onde M é a concentração molar e V é o volume em litros.
Para o HCl:
mo<=s de H^+ = 0,100 , M times 0,025 , L = 0,0025 , mol
Para o NaOH:
mo<=s de OH^- = 0,0500 , M times 0,010 , L = 0,0005 , mol

Passo 3

Agora, vamos verificar qual dos íons está em excesso após a reação de neutralização. A reação entre HCl e NaOH é:
H^+ + OH^- H2O
Essa reação ocorre na proporção 1:1. Vamos comparar as quantidades de moles:
  • Moles de H^+: 0,0025 mol
  • Moles de OH^-: 0,0005 mol
Como há menos moles de OH^-, todo o OH^- será consumido, e restará um excesso de H^+:
Excesso de H^+ = 0,0025 , mol - 0,0005 , mol = 0,0020 , mol

Passo 4

Vamos calcular a concentração do excesso de H^+ na solução final. Primeiro, somamos os volumes das duas soluções:
Vtotal = 25,00 , mL + 10,00 , mL = 35,00 , mL = 0,035 , L
Agora, a concentração de H^+:
[H^+] = 0,0020 , mol0,035 , L approx 0,0571 , M

Passo 5

Para encontrar o pH, usamos a definição:
pH = -log[H^+]
Substituindo a concentração de H^+:
pH = -log(0,0571) approx 1,24

Resposta

O pH da solução final é aproximadamente 1,24.

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