Um ácido hipotético
é tanto um ácido forte quanto um ácido diprótico. (a) Calcule o pH de uma solução de
de
supondo que apenas um próton ioniza-se por molécula de ácido.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um ácido hipotético chamado
que é tanto um ácido forte quanto diprótico (ou seja, pode liberar dois prótons). A gente precisa calcular o pH de uma solução com concentração de
, assumindo que apenas um próton se ioniza por molécula de ácido. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especialmente sobre ácidos fortes e cálculo de pH.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa
ser um ácido diprótico e forte. Diprótico quer dizer que cada molécula pode liberar até dois prótons (
). Como é um ácido forte, assumimos que ele se ioniza completamente na água.
A equação de ionização para liberar um próton é:
Como estamos assumindo que apenas um próton se ioniza por molécula, cada molécula de
gera um íon
.
Passo 3
Agora, vamos calcular a concentração de íons
na solução. Como cada molécula de
libera um próton, a concentração de
será igual à concentração inicial do ácido:
Passo 4
Com a concentração de íons
conhecida, podemos calcular o pH usando a fórmula:
Vamos substituir o valor que encontramos:
Passo 5
Agora, vamos calcular o valor numérico:
Resposta
O pH da solução é aproximadamente
.