Um agricultor contratou uma consultoria para uma empresa química e gostaria que fosse realizado a correção de acidez do solo para plantação de hortifrutigranjeiro. A empresa sugeriu a utilização de uma solução de Zn(OH)2 na concentraçăo de 2 times 10^-2 mol L^-1. Determine qual será a concentração de ions hidrônio e o pH da solução para os devidos fins. Justifique quimicamente a decisão tomada para tal. Temperatura 25^circ C(2,5)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre correção da acidez do solo usando química! A gente vai trabalhar com a solução de hidróxido de zinco, Zn(OH)2, com concentração de 2 times 10^-2 mol/L. Precisamos descobrir qual é a concentração dos íons hidrônio ( H3O^+) na solução e o pH dela. Além disso, vamos justificar por que essa solução é boa para corrigir a acidez do solo. Para isso, vamos usar conceitos de equilíbrio químico e cálculos de pH.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que acontece quando o Zn(OH)2 se dissolve na água. O hidróxido de zinco é uma base fraca e se dissocia da seguinte maneira:
Zn(OH)2 <=ftharpoons Zn^2+ + 2,OH^-

Passo 3

Sabemos que a concentração inicial da solução de Zn(OH)2 é 2 times 10^-2 mol/L. Vamos chamar essa concentração de C:
C = 2 times 10^-2 mol/L

Passo 4

Quando o Zn(OH)2 se dissocia, para cada mol de Zn(OH)2, produzimos 1 mol de Zn^2+ e 2 mols de OH^-. Portanto, a concentração de OH^- será:
[OH^-] = 2 times C = 2 times 2 times 10^-2 mol/L = 4 times 10^-2 mol/L

Passo 5

Agora, para encontrar a concentração de íons hidrônio ( H3O^+), usamos a relação entre H3O^+ e OH^- na água, que é dada pela constante de ionização da água ( Kw):
Kw = [H3O^+][OH^-] = 1 times 10^-14 mol^2/L^2 (a 25°C)
Isolando [H3O^+]:
[H3O^+] = Kw[OH^-] = 1 times 10^-144 times 10^-2 = 2.5 times 10^-13 mol/L

Passo 6

Agora, para encontrar o pH da solução, usamos a definição de pH:
pH = -log10 [H3O^+]
Substituindo o valor que encontramos:
pH = -log10 (2.5 times 10^-13) approx 12.60

Passo 7

Por último, vamos justificar quimicamente a escolha do Zn(OH)2 para corrigir a acidez do solo. O pH obtido é bem alto (12.60), o que indica uma solução básica. Ao adicionar essa solução ao solo ácido, os íons OH^- irão neutralizar os íons H^+ presentes no solo, reduzindo a acidez e trazendo o pH para níveis mais adequados para o cultivo de hortifrutígeros.

Resposta

A concentração de íons hidrônio ( H3O^+) na solução é 2.5 times 10^-13 mol/L e o pH da solução é aproximadamente 12.60. Essa solução básica será eficaz para neutralizar a acidez do solo, tornando-o mais adequado para a plantação de hortifrutígeros.

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