Calcule o pH de cada uma das seguintes soluções:
(b)
(b)
Passo 1
O enunciado pede: calcular o pH da solução de
com concentração
. Informação fornecida:
- Concentração do ácido:
.
Passo 2
Entender o que é pH e como calcular: por definição,
onde
é a concentração molar dos íons hidrogênio na solução (em mol·L^{-1}). Explicando devagar: o logaritmo
é o expoente ao qual 10 deve ser elevado para obter
. Ex.:
porque
.
Passo 3
Propriedade útil: se uma substância é um ácido forte, ela se ioniza completamente em água.
é um ácido forte, então ele se dissocia totalmente:
Portanto a concentração de
é igual à concentração inicial do ácido:
Passo 4
Aplicar a definição de pH:
Usando a propriedade dos logaritmos
, obtemos
Logo
Passo 5
Calcular
de forma prática: usar decomposição
e fatorar
, assim
Valores comuns de logaritmos (tabelados):
Portanto
Passo 6
Substituir em
:
Regra prática para casas decimais do pH: o número de casas decimais no pH costuma corresponder ao número de algarismos significativos na concentração. A concentração
tem
algarismos significativos, então reporta-se o pH com
casas decimais:
Passo 7
Observações finais rápidas (para a prova): assumimos dissociação completa porque
é ácido forte. Em casos reais muito diluídos pode-se considerar efeitos de atividade e autoprotólise da água, mas para concentrações da ordem de
este valor de pH é o esperado em exercícios básicos de química analítica.