Calcule o pH de cada solução seguinte de ácido forte:
solução com
de
num volume de 250 mL
solução com
Passo 1
O enunciado pede o pH de uma solução preparada dissolvendo
de
em um volume final de
.
Informações dadas (resumindo, sem resolver ainda):
massa de
:
.
volume da solução:
.
a pergunta: calcular o pH da solução resultante.
Informações dadas (resumindo, sem resolver ainda):
Passo 2
Conceito importante (explicação didática):
é um ácido forte, isto significa que na solução aquosa ele se dissocia praticamente por completo em íons
e
. Logo, a concentração de íons
na solução é igual à concentração inicial molar do ácido.
Definição que vamos usar: molaridade (concentração molar) é o número de mols do soluto por litro de solução,
Definição que vamos usar: molaridade (concentração molar) é o número de mols do soluto por litro de solução,
onde
é o número de mols e
é o volume em litros.
Outra definição que vamos usar: pH é dado por
Outra definição que vamos usar: pH é dado por
onde
é a concentração molar dos íons hidrogênio.
Passo 3
Calcular o número de mols de
. Primeiro precisamos da massa molar de
. Usando massas atômicas aproximadas:
,
,
, temos
Agora os mols:
Expliquei cada passo: somei as massas atômicas para obter a massa molar e depois dividi a massa dada pela massa molar para obter
.
Passo 4
Converter o volume para litros e calcular a concentração molar da solução (que será
por ser ácido forte). Volume:
Concentração:
Como
é totalmente dissociado, temos
Passo 5
Calcular o pH usando a definição de pH. Substituindo em
:
Um pouco sobre o logaritmo:
. Calculando numericamente,
portanto
Passo 6
Arredondamento e interpretação final: os dados iniciais (
e
) têm três algarismos significativos, então é razoável apresentar o pH com duas casas decimais. Assim:
Respira fundo — pH baixo, solução ácida forte. Você conseguiu chegar lá passo a passo!