Calcular a
e o pH de cada solução seguinte:
250 mL de solução contendo
de LiOH
250 mL de solução contendo
Passo 1
O que o problema pede: calcular a concentração de
e o pH da solução.
Informações dadas pelo enunciado:
- massa de hidróxido de lítio:
, - volume da solução:
, - fórmula do soluto:
.
Observações importantes (retiradas do enunciado e necessárias para resolver):
- converter
para litros (pois concentração em mol·L^{-1}) — faremos isso nos próximos passos; -
é um hidróxido de um metal alcalino e se ioniza completamente em água, portanto há relação estequiométrica entre mols de e mols de .
Passo 2
Calcular a massa molar de
somando as massas atômicas dos elementos (valores aproximados usuais):
Aqui
representa a massa molar (g por mol) do respectivo átomo/composto.
Passo 3
Calcular o número de mols de
usando a relação
, onde
é o número de mols,
a massa em gramas e
a massa molar:
Expliquei: dividimos a massa pelo valor da massa molar para obter quantos mols temos.
Passo 4
Converter o volume de mililitros para litros (porque concentração mol·L^{-1} usa litros):
Passo 5
Calcular a concentração molar da solução (
):
Explicação: concentração é mols por litro. Apresentei o valor arredondado para três algarismos significativos, compatível com os dados.
Passo 6
Relação estequiométrica e conclusão sobre
: como
se dissocia totalmente segundo
cada mol de
gera 1 mol de
. Então a concentração de
é igual à concentração de
:
Isso responde a primeira parte do problema.
Passo 7
Calcular o pOH definindo
. Aplicando ao valor obtido:
Para facilitar o cálculo mental usamos a propriedade
. Sabemos que
, logo
e portanto
Expliquei: pOH é o negativo do logaritmo decimal da concentração de hidroxila; arredondei o pOH para três dígitos significativos.
Passo 8
Calcular o pH usando a relação (a
):
Substituindo
:
Explicação: para soluções aquosas à
o produto iônico da água leva ao pKw = 14,00, daí a relação entre pH e pOH.