Se adicionarmos a essa solução ions Mg^2+ na concentração de 0,01 mol / L, calcule o pH resultante desta mistura. (1,0 ponto)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular o pH resultante quando adicionamos íons Mg^2+ em uma concentração de 0,01 mol / L a uma solução. Para fazer isso, vamos usar conceitos de química de soluções, especificamente sobre a hidrólise de íons metálicos e como isso afeta o pH da solução.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender o que acontece quando adicionamos íons Mg^2+ à água. Esses íons sofrem hidrólise, ou seja, reagem com a água para formar MgOH^+ e íons H^+. A reação de hidrólise é:
Mg^2+ + H2O rightarrow MgOH^+ + H^+
Essa reação libera íons H^+, o que significa que a solução se torna ácida.

Passo 3

Para calcular o pH, precisamos determinar a concentração de íons H^+ na solução. A relação entre a concentração de íons H^+ e o pH é dada pela fórmula:
pH = -log[H^+]
Mas antes, precisamos encontrar [H^+] a partir da hidrólise do Mg^2+.

Passo 4

A constante de hidrólise ( Kh) para a reação de Mg^2+ pode ser relacionada à constante de ionização da água ( Kw = 10^-14) e à constante de hidrólise do Mg^2+. A expressão para Kh é:
Kh = KwKb
Onde Kb é a constante de basicidade da espécie aqüosa conjugada do cátion Mg^2+. No entanto, para simplificar, vamos considerar que a hidrólise de Mg^2+ produz uma quantidade igual de H^+.

Passo 5

Assumindo que a hidrólise libera uma quantidade x de H^+, podemos expressar:
[H^+] = x
Como a concentração inicial de Mg^2+ é 0,01 mol / L, e cada Mg^2+ libera um H^+, então:
[H^+] = 0,01 mol / L

Passo 6

Agora, aplicamos a fórmula do pH:
pH = -log(0,01)
Calculando:
pH = -(-2) = 2

Resposta

O pH resultante desta mistura é 2.

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