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:
Queremos encontrar [H⁺], então rearranjamos a fórmula:
Como o pH é 3,0:
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,
, que é:
Sabemos que:
Substituindo os valores:
Passo 4
Agora, vamos encontrar a concentração de íons Cl⁻. Como o HCl é um ácido forte, ele se dissocia completamente na água:
Isso significa que a concentração de Cl⁻ é igual à concentração de H⁺:
Resposta
As concentrações de OH⁻ e Cl⁻ na solução são, respectivamente,
e
.