Calcular o pH de uma solução que resulta quando 20,0 mL de ácido fórmico 0,200 mol L
são:
misturados com 25,0 mL de solução de
.
misturados com 25,0 mL de solução de
Passo 1
Então, a gente tem um problema de química aqui! A questão pede para calcular o pH de uma solução que resulta da mistura de 20,0 mL de ácido fórmico (HCOOH) com concentração 0,200 mol/L e 25,0 mL de solução de NaOH com a mesma concentração, 0,200 mol/L. Vamos usar conceitos de ácido-base para resolver isso.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (em mol) de cada reagente. A fórmula para isso é:
onde:
- $ n $ é a quantidade de matéria (mol),
- $ C $ é a concentração (mol/L),
- $ V $ é o volume (L).
Para o ácido fórmico:
Para o NaOH:
Passo 3
Agora, vamos ver o que acontece quando misturamos o ácido com a base. A reação de neutralização entre o ácido fórmico e o NaOH é:
Essa reação ocorre em proporção 1:1, ou seja, 1 mol de ácido reage com 1 mol de base para formar 1 mol de sal (HCOONa) e água.
Passo 4
Vamos comparar a quantidade de ácido e de base para ver qual está em excesso. Temos:
- 0,00400 mol de HCOOH
- 0,00500 mol de NaOH
Como a quantidade de NaOH é maior, o NaOH está em excesso. A quantidade de NaOH que sobra depois da reação é:
Passo 5
Agora, vamos calcular a concentração do NaOH que sobra na solução final. Primeiro, calculamos o volume total da mistura:
A concentração do NaOH excedente é:
Passo 6
Com a concentração do NaOH excedente, podemos encontrar o pOH da solução usando a fórmula:
Substituindo:
Sabemos que:
Então, o pH da solução é:
Resposta
O pH da solução resultante é aproximadamente 12,35.