Qual o pH de uma solução 0,020 M de HCl (a) e 0,040 M de KOH (b)?

Passo 1

Vamos resolver um exercício de química que pergunta sobre o pH de duas soluções: uma de ácido clorídrico (HCl) 0,020 M e outra de hidróxido de potássio (KOH) 0,040 M. Para isso, vamos precisar entender o que é o pH, como ele se relaciona com concentrações de íons hidrogênio (H⁺) e hidróxido (OH⁻), e como calcular o pH a partir dessas informações.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o pH é uma medida da acidez de uma solução, definida pela fórmula:
pH = -log [H^+]
Onde é a concentração de íons hidrogênio na solução. Para ácidos fortes como o HCl, que se dissociam completamente na água, a concentração de H⁺ é igual à concentração inicial do ácido.

Passo 3

No caso da solução de HCl 0,020 M, já que o HCl se dissocia completamente:
[H^+] = 0,020 , M
Aplicando na fórmula do pH:
pH = -log (0,020)
Calculando o logaritmo:
pH approx 1,70

Passo 4

Agora, vamos para a solução de KOH 0,040 M. O KOH é uma base forte que se dissocia completamente em íons potássio (K⁺) e hidróxido (OH⁻):
KOH K^+ + OH^-
Portanto, a concentração de íons hidróxido é:
[OH^-] = 0,040 , M

Passo 5

Para encontrar o pH a partir da concentração de OH⁻, primeiro calculamos o pOH, que é definido por:
pOH = -log [OH^-]
Então:
pOH = -log (0,040) approx 1,40

Passo 6

Sabemos que a relação entre pH e pOH em água a 25°C é:
pH + pOH = 14
Então, podemos encontrar o pH:
pH = 14 - pOH = 14 - 1,40 = 12,60

Resposta

O pH da solução 0,020 M de HCl é aproximadamente 1,70 e o pH da solução 0,040 M de KOH é aproximadamente 12,60.

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