Qual o pH de uma solução contendo 0,06 mol L^-1 de ácido fluorídrico? (Dados Ka=2,5 times 10^-4 mol L^-1 )

Passo 1

Beleza, vamos resolver essa questão que pede para descobrir o pH de uma solução contendo ácido fluorídrico (HF). Para isso, vamos usar o conceito de acididade e a constante de dissociação ácida ( Ka). Precisamos entender como o ácido se dissocia na água e como isso afeta o pH da solução.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar que o pH é uma medida de quão ácida ou básica é uma solução. Ele é calculado usando a fórmula:
pH = -log[H^+]
Aqui, [H^+] representa a concentração de íons hidrogênio na solução.

Passo 3

O ácido fluorídrico (HF) é um ácido fraco, o que significa que ele não se dissocia completamente na água. A dissociação do HF pode ser representada pela seguinte equação:
HF rightarrow H^+ + F^-
A constante de dissociação ácida ( Ka) nos ajuda a entender o equilíbrio dessa reação.

Passo 4

A expressão da constante de dissociação ácida é:
Ka = [H^+][F^-][HF]
Nos foi dado que Ka = 2,5 times 10^-4 e a concentração inicial de HF é 0,06 , mol,L^-1.

Passo 5

Vamos considerar que x é a quantidade de HF que se dissocia:
  • [H^+] = x
  • [F^-] = x
  • [HF] = 0,06 - x
Substituindo na expressão da Ka:
2,5 times 10^-4 = x cdot x0,06 - x = x^20,06 - x

Passo 6

Como Ka é bastante menor que a concentração inicial de HF, podemos supor que x é muito pequeno comparado a 0,06. Assim, podemos simplificar 0,06 - x approx 0,06. A equação fica:
2,5 times 10^-4 = x^20,06

Passo 7

Resolvendo para x:
x^2 = 2,5 times 10^-4 times 0,06 x^2 = 1,5 times 10^-5 x = raiz1,5 times 10^-5 x approx 3,87 times 10^-3 , mol,L^-1
Aqui, x representa [H^+], a concentração de íons hidrogênio.

Passo 8

Agora, vamos calcular o pH usando a fórmula mencionada no Passo 2:
pH = -log(3,87 times 10^-3) pH approx 2,41

Resposta

O pH da solução de ácido fluorídrico é aproximadamente 2,41.

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