Calcule o pH da solução resultante da mistura de 20 mL de ácido fórmico
de
Passo 1
O enunciado pede o pH da mistura de um ácido forte (HCl) com um ácido fraco (ácido fórmico) quando se combinam volumes iguais. O conteúdo aqui é equilíbrio químico de ácidos: a dissociação parcial do ácido fraco em presença de íons
provenientes do ácido forte. Vamos precisar das constantes:
.
Passo 2
Calculemos as quantidades antes do equilíbrio.
Moles de ácido fórmico:
Moles de ácido fórmico:
Moles de HCl:
Volume total da mistura:
Concentrações iniciais (antes da dissociação adicional de HCOOH):
Passo 3
Definimos
como a quantidade (em molaridade) de HCOOH que se dissocia a mais:
No equilíbrio:
A expressão da constante é
Passo 4
Multiplicando ambos os lados por
e reorganizando, obtemos
Resolvendo a quadrática (
,
),
Então a concentração final de íons
é
Passo 5
Calculamos o pH por
Resposta
O pH da solução resultante é aproximadamente
.