Qual o pH de uma solução aquosa 0,0010 mol L-1 de HF? Ka=7,2 times 10^-4

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre pH! A gente tem uma solução aquosa de ácido fluorídrico (HF) com concentração de 0,0010 mol/L e a constante de dissociação ácida ( Ka) é 7,2 times 10^-4. Nosso objetivo é encontrar o pH dessa solução. Para isso, vamos precisar usar conceitos de equilíbrio químico e cálculos de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação de dissociação do HF na água. O ácido fluorídrico se dissocia da seguinte forma:
HF rightarrow H^+ + F^-
Aqui, o HF libera íons de hidrogênio ( H^+) e íons de fluoreto ( F^-).

Passo 3

Agora, vamos lembrar da expressão da constante de dissociação ácida ( Ka):
Ka = [H^+][F^-][HF]
Essa constante nos ajuda a entender o quanto o ácido se dissocia em solução.

Passo 4

Vamos montar uma tabela ICE (Inicial, Variação, Equilíbrio) para organizar as concentrações:
HF H^+ F^-
Inicial 0,0010 M 0 0
Variação -x +x +x
Equilíbrio 0,0010 - x x x
Aqui, “x” representa a quantidade de HF que se dissocia.

Passo 5

Substituímos os valores na expressão de Ka:
7,2 times 10^-4 = x times x0,0010 - x = x^20,0010 - x
Assumimos que “x” é muito pequeno comparado a 0,0010, então podemos simplificar a equação ignorando o “-x”:
7,2 times 10^-4 approx x^20,0010
Multiplicando ambos os lados por 0,0010:
x^2 = 7,2 times 10^-4 times 0,0010 = 7,2 times 10^-7
Agora, tiramos a raiz quadrada para encontrar “x”:
x = raiz7,2 times 10^-7 approx 8,49 times 10^-4 , M

Passo 6

Como “x” representa a concentração de H^+, podemos calcular o pH usando a fórmula:
pH = -log[H^+]
Substituindo o valor de “x”:
pH = -log(8,49 times 10^-4) approx 3,07

Resposta

O pH da solução aquosa de HF é aproximadamente 3,07.

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