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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