Qual é o pH de uma solução de
?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão que pede para encontrar o pH de uma solução de HCl com concentração de
mol/L. Aqui, vamos usar conceitos de química ácido-base, especialmente sobre o cálculo de pH em soluções diluídas onde a água também contribui para a concentração de íons hidrogênio (
).
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o pH é uma medida de quão ácida ou básica é uma solução e é calculado pela fórmula:
Onde
é a concentração de íons hidrogênio na solução.
Passo 3
Agora, normalmente para um ácido forte como o HCl, que se dissocia completamente na água, a concentração de
seria igual à concentração do ácido. Mas aqui temos um problema: a concentração de HCl é muito baixa (
mol/L), menor que a contribuição da própria água na formação de íons
.
Passo 4
A água pura também se ioniza um pouco, conforme a constante de ionização da água (
):
Nesse caso, precisamos considerar tanto os íons
provenientes do HCl quanto os da autoionização da água.
Passo 5
Vamos chamar a concentração de íons
provenientes da água de
. Então, a concentração total de
na solução será:
Como a concentração de
será igual a
(porque cada ion hidroxila vem de um
da água), podemos substituir na expressão do
:
Isso resulta em uma equação quadrática:
Passo 6
Para resolver essa equação quadrática, vamos utilizar a fórmula de Bhaskara:
Onde:
Substituindo:
Calculando o discriminante (
):
Então:
Desconsideramos a solução negativa porque a concentração não pode ser negativa:
Passo 7
Agora, somamos essa contribuição da água com a do HCl para obter a concentração total de
:
Finalmente, calculamos o pH:
Resposta
O pH da solução de HCl é aproximadamente 6,96.
Exercícios relacionados
Utilizando os dados do Problema 14-10, calcular o pH de uma solução de NaOH
(a) .
(b) .
© .
(a)
(b)
©
Qual é o pH de uma solução que
foi preparada pela dissolução de de ácido salicílico
em
de NaOH
e diluída
?
foi preparada pela dissolução de
Calcular o pH após a adição de 0,
; 15,
; 51,00; 55,00; e 60,00 mL de
na titulação de
de:
(a) .
(a)
Calcular o pH após a adição de 0,
; 15,
; 51,00; 55,00; e 60,00 mL de
na titulação de
de:
© cloreto de piridina .
© cloreto de piridina