Calcule a concentração de
e o pH das seguintes soluções:
Passo 1
O enunciado dá uma solução de ácido nítrico com concentração inicial
e pede duas coisas:
- Calcular a concentração de
nessa solução. - Calcular o pH da solução.
Informação fornecida (diretamente do enunciado):
- Concentração inicial do soluto:
Passo 2
Conceito necessário (explicado devagar, passo a passo):
- Muitos ácidos liberam prótons (
) quando dissolvidos em água. A quantidade de na solução determina o pH. - O pH é definido por
, onde é a concentração molar de íons hidrogênio. - Alguns ácidos são fortes, ou seja, se dissociam completamente em água. Quando um ácido forte monoprotíco (libera um só
por molécula) é dissolvido, a concentração de é igual à concentração inicial do ácido. - O ácido do enunciado,
, é um ácido forte e monoprotíco: cada unidade de produz um ao se dissolver. Portanto podemos tomar , desprezando efeitos de atividade (aceitável para exercícios de nível básico e para soluções diluídas).
Passo 3
Cálculo da concentração de
usando a ideia acima:
- Como
é forte e monoprotíco, temos
- Para escrever em notação científica (útil para o logaritmo):
Passo 4
Cálculo do pH usando a definição e a propriedade dos logaritmos:
- Aplicando
com :
- Usando
e que , , obtemos
- Portanto o pH é exatamente
(para a concentração dada, desprezando correções de atividade).
Passo 5
Comentário final rápido e encorajador:
- Resultado simples porque
é ácido forte e a concentração corresponde a , cujo logaritmo é trivial. - Vai dar certo na prova: quando for um ácido forte monoprotíco, lembra que
concentração do ácido e que pH é dessa concentração. Respira, faz devagar e confia!