Qual o pH de uma solução
de HCl (a) e
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:
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:
Aplicando na fórmula do pH:
Calculando o logaritmo:
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⁻):
Portanto, a concentração de íons hidróxido é:
Passo 5
Para encontrar o pH a partir da concentração de OH⁻, primeiro calculamos o pOH, que é definido por:
Então:
Passo 6
Sabemos que a relação entre pH e pOH em água a 25°C é:
Então, podemos encontrar o pH:
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.