Uma solução contém
de HCl (ácido forte) e
de NaOH (base forte). Qual o pH final da solução?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão nos apresenta uma solução que contém ácido clorídrico (HCl) e hidróxido de sódio (NaOH), que são um ácido forte e uma base forte, respectivamente. A gente precisa calcular o pH final dessa solução. Para resolver isso, vamos precisar entender como ácidos e bases se neutralizam e como calcular o pH a partir das concentrações dessas substâncias.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as concentrações das substâncias na solução:
- Concentração de HCl:
- Concentração de NaOH:
Como ambos são fortes, eles se dissociam completamente na água:
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de íons H⁺ e OH⁻ na solução:
- Concentração de H⁺ proveniente do HCl:
- Concentração de OH⁻ proveniente do NaOH:
Passo 4
Em soluções contendo ácido e base fortes, os íons H⁺ e OH⁻ reagem entre si formando água, neutralizando-se:
A quantidade que vai se neutralizar é a menor entre as concentrações de H⁺ e OH⁻.
Passo 5
Vamos calcular o excesso de íons OH⁻ após a neutralização:
Isso significa que sobraram
de OH⁻ na solução.
Passo 6
Agora, para encontrar o pH, primeiro precisamos calcular o pOH. A relação entre pH e pOH em água é dada por:
Primeiro, calculamos o pOH usando a concentração de OH⁻:
Passo 7
Calculando o pOH:
Agora, usamos a relação entre pH e pOH para encontrar o pH:
Resposta
O pH final da solução é aproximadamente 12,30.