Utilizando as atividades corretamente, calcule o pH e a concentração de H^+na água pura contendo LiBr a 0,050 mol L^-1 a 25^circ C.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão pede para calcular o pH e a concentração de íons H^+ na água pura que contém LiBr a uma concentração de 0,050 mol L^-1 a 25^circ C. O conteúdo envolve química aquosa, especificamente o conceito de atividade iônica e equilíbrio ácido-base. Para resolver isso, vamos precisar entender como os íons presentes interagem na água e como isso afeta o pH.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar os íons que o LiBr se dissocia na água. O LiBr se dissocia completamente em íons Li⁺ e Br⁻:
LiBr Li^+ + Br^-

Passo 3

Agora, precisamos analisar se algum desses íons afeta o equilíbrio da água. O íon Br⁻ é a base conjugada de um ácido forte (HBr), então ele não reage com a água. Já o íon Li⁺, sendo um cátion de metal alcalino pequeno e com carga alta, pode reagir com água, agindo como um ácido fraco:
Li^+ + H2O rightarrow LiOH + H^+

Passo 4

Vamos considerar que a água pura tem seu próprio equilíbrio de autoionização:
H2O rightarrow H^+ + OH^-
Com a constante de autoionização da água:
Kw = [H^+][OH^-] = 1,0 times 10^-14 , a , 25^circ C

Passo 5

Como o Li⁺ está presente, ele pode aumentar a concentração de H^+ na solução. No entanto, como o Li⁺ é um ácido fraco, a sua contribuição para o aumento de H^+ é pequena. Para simplificar, podemos inicialmente considerar que a contribuição de H^+ vem principalmente da autoionização da água.

Passo 6

Assumindo que a concentração de H^+ é dominada pela autoionização da água, temos:
[H^+] = raizKw = raiz1,0 times 10^-14 = 1,0 times 10^-7 , mol , L^-1

Passo 7

Agora, calculamos o pH utilizando a definição de pH:
pH = -log [H^+] = -log (1,0 times 10^-7) = 7,0

Resposta

O pH da solução é 7,0 e a concentração de H^+ é 1,0 times 10^-7 mol L^-1.

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