Um profissional de laboratório compra uma garrafa de ácido clorídrico concentrado ([HCI]
). Uma alíquota de
desse ácido é colocada em um balão volumétrico de
. Esse ácido é então cuidadosamente combinado com água e diluído até a marca no balão volumétrico. Qual é a concentração final de HCl nessa solução? Qual é o pH aproximado que se espera para essa solução a
?
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo. Temos uma solução concentrada de ácido clorídrico (HCl) com concentração de
. Vamos tomar uma parte dessa solução (aliquota) de
e diluir até um volume final de
em um balão volumétrico. Nosso objetivo é descobrir qual fica a concentração final do HCl após essa diluição e qual será o pH dessa nova solução a
. Para resolver isso, vamos precisar usar o conceito de diluição e o cálculo do pH para ácidos fortes.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a concentração final do HCl após a diluição. Para isso, usamos a fórmula da diluição:
Onde:
-
é a concentração inicial ( ) -
é o volume inicial ( ) -
é a concentração final que queremos encontrar -
é o volume final ( )
Primeiro, vamos garantir que as unidades estejam compatíveis. Convertendo os volumes para litros:
Agora, aplicando a fórmula:
Isolando
:
Então, a concentração final do HCl é
.
Passo 3
Agora, vamos calcular o pH dessa solução. O pH é uma medida da concentração de íons hidrogênio (
) na solução e é calculado pela fórmula:
Como o HCl é um ácido forte, ele se dissocia completamente na água:
Isso significa que a concentração de
será igual à concentração de HCl. Portanto,
.
Aplicando na fórmula do pH:
Calculando:
Resposta
A concentração final de HCl na solução é
e o pH aproximado da solução a
é
.