Utilizando os dados do Problema 14-10, calcular o pH de uma solução de NaOH
(a)
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(b)
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(a)
(b)
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Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o pH de uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) com concentração de
mol/L em três temperaturas diferentes: 0°C, 50°C e 100°C. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, principalmente relacionados com a ionização da água e a constante de autoionização (
) em diferentes temperaturas.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o NaOH é uma base forte, ou seja, ele se dissocia completamente na água:
Isso significa que a concentração de íons hidroxila (
) na solução será igual à concentração de NaOH, que é
mol/L.
Passo 3
Agora, para encontrar o pH, precisamos saber a concentração de íons hidrogênio (
) na solução. A relação entre
e
é dada pela constante de autoionização da água (
):
Sabendo que
varia com a temperatura, vamos usar os valores fornecidos no Problema 14-10 para cada temperatura específica.
Passo 4
A fórmula para encontrar o pH é:
Para encontrar
, podemos rearranjar a equação do
:
Passo 5
Vamos calcular o pH para cada temperatura:
a) 0°C
Supondo que
em 0°C seja
:
b) 50°C
Supondo que
em 50°C seja
:
c) 100°C
Supondo que
em 100°C seja
:
Resposta
O pH da solução de NaOH
mol/L é aproximadamente:
a) 11,94 em 0°C,
b) 11,26 em 50°C,
c) 10,29 em 100°C.