Calcule a \left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right],\left[\mathrm{OH}^{-}\right], \mathrm{pH} e pOH para as seguintes soluções:
\mathrm{HNO}_{3} 0,023 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}

Passo 1

O enunciado pede para calcular \left[\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}\right], \left[\mathrm{OH}^{-}\right], \mathrm{pH} e \mathrm{pOH} de uma solução de \mathrm{HNO}_{3} com concentração 0,023, \mathrm{mol}/\mathrm{L}. O conteúdo é equilíbrio ácido-base para ácidos fortes e definições de pH e pOH.

Passo 2

Como \mathrm{HNO}_{3} é um ácido forte, dissocia-se completamente conforme
\mathrm{HNO}_{3}\to \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}+\mathrm{NO}_{3}^{-}.
Portanto a concentração de \mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+} é igual à concentração inicial do ácido.

Passo 3

Calculando \left[\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}\right]:
\left[\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}\right]=0,023\;\mathrm{mol}/\mathrm{L}.

Passo 4

Calculando o \mathrm{pH} pela definição \mathrm{pH}=-\log_{10}\bigl[\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}\bigr]:
\mathrm{pH}=-\log_{10}(0,023)\approx 1,64.

Passo 5

Calculando o \mathrm{pOH} a partir da relação \mathrm{pH}+\mathrm{pOH}=14:
\mathrm{pOH}=14-\mathrm{pH}=14-1,64=12,36.

Passo 6

Calculando \left[\mathrm{OH}^{-}\right] via constante iônica da água K_{w}=1{,}0\times10^{-14}:
\left[\mathrm{OH}^{-}\right]=\frac{K_{w}}{\bigl[\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}\bigr]} =\frac{1{,}0\times10^{-14}}{0,023} \approx 4,35\times10^{-13}\;\mathrm{mol}/\mathrm{L}.

Resposta

\displaystyle \left[\mathrm{H}_{3}\mathrm{O}^{+}\right]=0,023\;\mathrm{mol}/\mathrm{L} \displaystyle \left[\mathrm{OH}^{-}\right]\approx4,35\times10^{-13}\;\mathrm{mol}/\mathrm{L} \displaystyle \mathrm{pH}\approx1,64 \displaystyle \mathrm{pOH}\approx12,36

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