Uma solução diluída de HCl, utilizada para limpeza, apresenta pH igual a 3,0. Quais são as concentrações de OH- e Cl-, em mol L-1, respectivamente, nessa solução?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma solução diluída de HCl com pH igual a 3,0 e precisamos descobrir as concentrações de íons OH⁻ e Cl⁻ nessa solução. Isso tá dentro da matéria de química ácido-base, e para resolver, vamos precisar entender o que é o pH, como relacionar com as concentrações de íons H⁺ e OH⁻, e lembrar que o HCl é um ácido forte que se dissocia completamente em solução.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar o que é pH. O pH é uma medida que indica a acidez ou basicidade de uma solução. Ele está relacionado com a concentração de íons hidrogênio (H⁺) na solução pela fórmula:
pH = -log[H⁺]
Queremos encontrar [H⁺], então rearranjamos a fórmula:
[H⁺] = 10^-pH
Como o pH é 3,0:
[H⁺] = 10^-3,0 = 1 times 10^-3 mol L^-1

Passo 3

Agora, vamos encontrar a concentração de íons hidroxila (OH⁻). A água sofre autoionização e a relação entre [H⁺] e [OH⁻] é dada pela constante de ionização da água, Kw, que é:
Kw = [H⁺][OH⁻] = 1,0 times 10^-14 mol^2 L^-2
Sabemos que:
[OH⁻] = Kw[H⁺]
Substituindo os valores:
[OH⁻] = 1,0 times 10^-141 times 10^-3 = 1 times 10^-11 mol L^-1

Passo 4

Agora, vamos encontrar a concentração de íons Cl⁻. Como o HCl é um ácido forte, ele se dissocia completamente na água:
HCl H^+ + Cl^-
Isso significa que a concentração de Cl⁻ é igual à concentração de H⁺:
[Cl^-] = [H^+] = 1 times 10^-3 mol L^-1

Resposta

As concentrações de OH⁻ e Cl⁻ na solução são, respectivamente, 1 times 10^-11 mol L^-1 e 1 times 10^-3 mol L^-1.

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