Calcule o pH das seguintes soluções:
solução de 200 mL contendo 10 g de HCl (massa molar
)
solução de 200 mL contendo 10 g de HCl (massa molar
Passo 1
O que o enunciado pede: calcular o pH da solução descrita.
Informações dadas:
- volume da solução:
(peguei do enunciado); - massa de
: (peguei do enunciado); - massa molar do
: (peguei do enunciado).
Objetivo final: encontrar o valor de
da solução.
Passo 2
Converter unidades para usar nas fórmulas: volume em litros e lembrar que a concentração será em
.
Explanação: para calcular concentração molar (
) precisamos do volume em litros porque a unidade padrão de concentração molar é mol por litro.
Passo 3
Calcular o número de mols de
usando a relação
Substituindo os valores:
Fazendo a divisão obtemos aproximadamente
Explicação didática: a massa molar diz quantos gramas existem em 1 mol. Dividindo a massa que temos pela massa de 1 mol obtemos quantos mols estão presentes.
Passo 4
Calcular a concentração molar
(mols por litro):
Fazendo a divisão:
Explicação didática: concentração molar é simplesmente quantos mols existem em cada litro de solução. Aqui, como o volume é menor que 1 L, a concentração ficou maior que o número de mols.
Passo 5
Relacionar a concentração de
com a concentração de íons hidrogênio
.
- Para ácidos fortes como
a dissociação é completa em água, ou seja cada mol de produz 1 mol de . Portanto
Explicação didática: ácido forte = dissociação praticamente 100%, então a concentração de íons
é igual à concentração do ácido inicial.
Passo 6
Definição de pH e cálculo numérico:
Substituindo
:
Cálculo do logaritmo (aproximação):
logo
Explicação didática:
é o logaritmo na base 10; quando a concentração de
é maior que
, o logaritmo é positivo e o pH fica negativo. Não há problema físico com pH negativo — apenas indica solução muito ácida (
).
Passo 7
Verificação rápida das ordens de grandeza: se
então
. Como
(um pouco maior que
), o pH deve ser um pouco negativo, consistente com
.
Comentário final para te animar: deu trabalho, mas o procedimento é sempre o mesmo em exercícios desse tipo — calcular mols, passar para concentração, lembrar se o ácido é forte (dissociação total) e aplicar
. Vai dar certo na prova!