Calcular o pH da água em a)
b)
.
Passo 1
O enunciado pede o cálculo do pH da água em duas situações:
a) sem nenhuma força iônica ( );
b) na presença de
,
, que é um eletrólito inerte.
O conteúdo que vamos usar envolve a autoionização da água
a) sem nenhuma força iônica (
b) na presença de
O conteúdo que vamos usar envolve a autoionização da água
cuja constante de equilíbrio em termos de atividades é
(à
). Para levar em conta a força iônica, usamos o coeficiente de atividade
e a aproximação de Debye–Hückel, segundo a qual
sendo
e
a carga do íon.
Passo 2
Caso (a):
implica
. Com
, pela condição
vem
Logo
Passo 3
Caso (b): ao dissolver
,
, obtemos
A força iônica é
Pela lei de Debye–Hückel limitante, para
e
:
O mesmo vale para
. Então, com
,
logo
Resposta
a)
b)
b)