Calcular o pH de uma solução que resulta quando 20,0 mL de ácido fórmico 0,200 mol L ^-1 são:
misturados com 25,0 mL de solução de NaOH 0,200 mol L^-1.

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:
n = C times V
onde:
  • $ n $ é a quantidade de matéria (mol),
  • $ C $ é a concentração (mol/L),
  • $ V $ é o volume (L).
Para o ácido fórmico:
n
Para o NaOH:
C

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:
HCOOH + NaOH HCOONa + H2O
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:
0,00500 , mol - 0,00400 , mol = 0,00100 , mol

Passo 5

Agora, vamos calcular a concentração do NaOH que sobra na solução final. Primeiro, calculamos o volume total da mistura:
20,0 , mL + 25,0 , mL = 45,0 , mL = 0,0450 , L
A concentração do NaOH excedente é:
CNaOH excess = 0,00100 , mol0,0450 , L approx 0,0222 , mol/L

Passo 6

Com a concentração do NaOH excedente, podemos encontrar o pOH da solução usando a fórmula:
pOH = -log(COH^-)
Substituindo:
pOH = -log(0,0222) approx 1,654
Sabemos que:
pH + pOH = 14
Então, o pH da solução é:
pH = 14 - 1,654 = 12,346

Resposta

O pH da solução resultante é aproximadamente 12,35.

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