Uma solução de 0,1 mol / L de NaOH foi misturada com uma solução de 0,1 mol / L de HCl , ambas em volumes iguais de 100 mL . No entanto, antes da mistura, foi adicionado mais 0,05 mol / L de NaOH . Qual será o pH da solução final?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão tá pedindo. A gente tem duas soluções: uma de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol/L e uma de ácido clorídrico (HCl) também 0,1 mol/L, cada uma com 100 mL. Antes de misturar essas duas, foi adicionado mais NaOH com concentração de 0,05 mol/L. Nosso objetivo é encontrar o pH da solução final. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, como cálculo de moles, mistura de soluções e determinação de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de moles de NaOH e HCl nas soluções iniciais.
  • NaOH inicial:
    Volume = 100 mL = 0,1 L
    Concentração = 0,1 mol/L
    Moles de NaOH = 0,1 L × 0,1 mol/L = 0,01 mol
  • HCl inicial:
    Volume = 100 mL = 0,1 L
    Concentração = 0,1 mol/L
    Moles de HCl = 0,1 L × 0,1 mol/L = 0,01 mol

Passo 3

Agora, vamos considerar a adição de mais NaOH antes da mistura. A concentração adicionada é de 0,05 mol/L, mas precisamos saber quanto foi adicionado em termos de moles. Como a quantidade exata não foi especificada, vamos supor que a adição foi feita mantendo o volume original de 100 mL.
  • NaOH adicional:
    Volume adicionado = 100 mL = 0,1 L
    Concentração = 0,05 mol/L
    Moles de NaOH adicionados = 0,1 L × 0,05 mol/L = 0,005 mol

Passo 4

Vamos somar os moles de NaOH antes e depois da adição:
  • Total de moles de NaOH:
    0,01 mol (inicial) + 0,005 mol (adicionado) = 0,015 mol

Passo 5

Agora, vamos misturar os 100 mL de NaOH com os 100 mL de HCl. O volume total da mistura será:
  • Volume total:
    100 mL + 100 mL = 200 mL = 0,2 L

Passo 6

Durante a mistura, o NaOH e o HCl reagem completamente entre si:
NaOH + HCl NaCl + H2O
Como ambos têm a mesma concentração e volume inicial (antes da adição), a reação vai consumir HCl até acabar o excesso de NaOH.
  • Moles de HCl disponíveis:
    0,01 mol
  • Moles de NaOH disponíveis:
    0,015 mol
Após a reação, o excesso de NaOH será:
Excesso de NaOH = 0,015 mol - 0,01 mol = 0,005 mol

Passo 7

Agora, vamos calcular a concentração de NaOH na solução final:
Concentração de NaOH = 0,005 mol0,2 L = 0,025 mol/L çã

Passo 8

Como temos uma solução básica devido ao excesso de NaOH, vamos calcular o pOH primeiro:
pOH = -log[OH^-] = -log[0,025] approx 1,60
E para encontrar o pH:
pH = 14 - pOH = 14 - 1,60 = 12,40

Resposta

O pH da solução final é igual a 12,40.

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