Qual o pH de uma solução contendo de ácido fluorídrico? (Dados )

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 ( ). 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:
Aqui, 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:
A constante de dissociação ácida ( ) nos ajuda a entender o equilíbrio dessa reação.

Passo 4

A expressão da constante de dissociação ácida é:
Nos foi dado que e a concentração inicial de HF é .

Passo 5

Vamos considerar que é a quantidade de HF que se dissocia:
Substituindo na expressão da :

Passo 6

Como é bastante menor que a concentração inicial de HF, podemos supor que é muito pequeno comparado a . Assim, podemos simplificar . A equação fica:

Passo 7

Resolvendo para :
Aqui, representa , a concentração de íons hidrogênio.

Passo 8

Agora, vamos calcular o pH usando a fórmula mencionada no Passo 2:

Resposta

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

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