Uma parte de de uma solução de HCl de em água é combinada com de uma solução de NaOH de . Se os íons e dessas duas substâncias se combinam em uma proporção de 1:1 para formar água, qual será o pH da solução final a ?

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 ( ) e hidroxila ( ) presentes em cada solução. A quantidade de matéria (moles) é dada pela fórmula:
Onde é a concentração molar e é o volume em litros.
Para o HCl:
Para o NaOH:

Passo 3

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

Passo 4

Vamos calcular a concentração do excesso de na solução final. Primeiro, somamos os volumes das duas soluções:
Agora, a concentração de :

Passo 5

Para encontrar o pH, usamos a definição:
Substituindo a concentração de :

Resposta

O pH da solução final é aproximadamente .

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