Calcular o pH de uma solução 1,0 times 10^-8 mol L^-1 de HCl (ácido forte, totalmente dissociado), sabendo-se que para a água pura [H3 O^+]=[OH-]=10^-7 mol L L^-1.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Precisamos calcular o pH de uma solução que tem 1,0 times 10^-8 , mol/L de HCl. O HCl é um ácido forte, ou seja, ele se dissocia completamente na água. Além disso, sabemos que na água pura, a concentração de íons H3O^+ (que basicamente são os íons de hidrogênio) é 10^-7 , mol/L. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de química ácido-base, especificamente como calcular a concentração total de íons de hidrogênio na solução e, depois, determinar o pH.

Passo 2

Primeiro, vamos considerar a contribuição do HCl para a concentração de íons de hidrogênio. Como o HCl é um ácido forte, ele se dissocia completamente na água:
HCl H^+ + Cl^-
Isso significa que cada mol de HCl vai liberar um mol de H^+. Então, a concentração de H^+ proveniente do HCl é igual à concentração inicial de HCl:
[H^+]HCl = 1,0 times 10^-8 , mol/L

Passo 3

Agora, precisamos considerar a contribuição da água para a concentração de íons de hidrogênio. A água também se autoioniza de forma muito pequena:
2H2O rightarrow H3O^+ + OH^-
Na água pura, a concentração de H3O^+ é 10^-7 , mol/L. Mesmo adicionando HCl, essa autoionização da água ainda contribui para a concentração total de H^+ na solução.

Passo 4

Para encontrar a concentração total de íons de hidrogênio na solução, somamos as contribuições do HCl e da água:
[H^+]total = [H^+]HCl + [H^+]água = 1,0 times 10^-8 + 10^-7 = 1,1 times 10^-7 , mol/L á

Passo 5

Agora que temos a concentração total de íons de hidrogênio, podemos calcular o pH usando a fórmula:
pH = -log[H^+]
Substituindo o valor que encontramos:
pH = -log(1,1 times 10^-7) approx 6,96

Resposta

O pH da solução é aproximadamente 6,96.

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