de uma solução de monobase forte
são diluídos com água até completar o volume de
, à temperatura ambiente. Calcule o pH da solução obtida.
a) 3,00
b) 12,00
c) 13,00
d) 1,00
e) 2,00
a) 3,00
b) 12,00
c) 13,00
d) 1,00
e) 2,00
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que pede.
Dados fornecidos:
Dados fornecidos:
- Volume inicial:
. - Concentração inicial da solução da monobase forte:
. - Volume final após diluição:
. - Temperatura ambiente (assume-se
para usar ).
O que o enunciado pede:
- Calcular o
da solução obtida após a diluição e escolher a alternativa correta entre as dadas.
Passo 2
Entender a estratégia (sem resolver ainda): quando se dilui uma solução sem reagentes adicionais, a quantidade de matéria (mols) do soluto permanece constante. Para soluções, a relação que liga concentração, volume e quantidade de matéria é
onde
é o número de mols,
é a concentração molar (em
) e
é o volume em litros. Também existe a forma direta da lei da diluição
onde o subíndice 1 refere-se ao estado inicial e o 2 ao estado final. Vou usar essas fórmulas para achar a concentração final da base.
Passo 3
Converter volumes para litros (necessário porque a molaridade usa litros):
Passo 4
Calcular a concentração final usando
. Substituindo os valores:
Agora isolar
:
Fazendo as contas:
Passo 5
Interpretar a química da base forte: uma monobase forte se dissocia totalmente em água liberando uma unidade de
por mol de base. Isso significa que a concentração de
na solução final é igual à concentração da base diluída. Logo:
Passo 6
Calcular
e depois
. Definição de
:
Substituindo
:
Como
, tem-se
, então
Relação entre
e
à temperatura ambiente:
Logo
Passo 7
Interpretação final e verificação rápida:
indica solução fortemente básica, coerente com uma base forte
.
Resposta
c) 13,00