Calcule a concentração de
e o pH das seguintes soluções:
Passo 1
O enunciado pede duas coisas para a solução dada:
- Calcular a concentração de
. - Calcular o pH da solução.
Informação fornecida:
- A solução é
de .
Passo 2
Conceito importante (explicação didática): “ácido forte” e dissociação completa.
- O ácido clorídrico,
, é um ácido forte em solução aquosa. Isso significa que ele se dissocia praticamente totalmente em íons quando dissolvido em água. - A reação de dissociação é
- Como a dissociação é completa, a concentração molar de
formada é igual à concentração molar inicial do . Em símbolos:
Isso vem do fato de que cada mol de
produz exatamente um mol de
.
Passo 3
Aplicando ao caso concreto:
- A concentração inicial de
é (peguei isto do enunciado). - Pela dissociação completa,
Esse é o valor da concentração de íons hidrogênio.
Passo 4
Definição de pH e como calcular (mini-aula):
- O pH é definido por
onde
é a concentração molar dos íons hidrônio/hidrogênio.
- Aqui devemos calcular
.
Passo 5
Cálculo do logaritmo e do pH (passo a passo numérico):
- Conhecimento prático (valor de referência):
. (Esse valor é tabela comum; na prova normalmente espera-se que se saiba ou que use calculadora — aqui usamos esse valor de referência.) - Portanto
- Arredondando de forma razoável para duas casas decimais (prática comum em pH),
Passo 6
Observações didáticas e físico-químicas rápidas (para a prova e para evitar surpresas):
- Não se assuste: pH negativo é perfeitamente possível para soluções muito ácidas (concentrações maiores que
). - Em concentrações altas (como
) a diferença entre concentração e atividade pode importar — isto é, por efeitos de força iônica o valor “real” medido do pH pode diferir ligeiramente do cálculo ideal baseado em concentração. Em provas de graduação normalmente presume-se dissociação completa e usa-se concentrações diretamente, salvo indicação em contrário. - Exemplo rápido para treinar: se fosse
de , então e .