Calcule o pH das soluções a seguir. Dado
.
(t) 150 mL de
de
(t) 150 mL de
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem que calcular o pH de uma mistura de duas soluções: 150 mL de ácido acético (
) com concentração de 0,02 mol/L e
, e 50 mL de HBr com concentração de 0,03 mol/L. Pra resolver isso, a gente vai precisar entender como esses ácidos se comportam quando misturados, calcular a quantidade de moles de cada um, ver qual sobra após a reação, e então determinar o pH da solução resultante.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular os moles de cada ácido que temos. Lembrando que moles = concentração × volume.
Para o ácido acético:
Para o HBr:
Passo 3
Agora, vamos ver o que acontece quando misturamos esses ácidos. O HBr é um ácido forte e o ácido acético é um ácido fraco. O HBr vai doar prótons (
) totalmente, enquanto o ácido acético vai doar prótons parcialmente.
Como o HBr é um ácido forte, ele vai reagir completamente, mas como o ácido acético também está presente, na verdade o HBr vai apenas adicionar mais
à solução. Não há reação de neutralização significativa entre dois ácidos. Então, a concentração total de
será a soma das contribuições do HBr e do ácido acético.
Passo 4
Vamos calcular a concentração total de
na solução. Primeiro, a concentração de HBr:
Agora, para o ácido acético, usamos a expressão do equilíbrio:
A concentração de ácido acético na mistura:
Como temos HBr presente, que é um ácido forte, a solução ficará basicamente determinada pela concentração de HBr mais a contribuição do ácido acético.
Passo 5
Para simplificar, já que o ácido acético é um ácido fraco e estamos adicionando um ácido forte, a contribuição do ácido acético para o
vai ser mínima comparada com a do HBr. Portanto, podemos considerar que a concentração de
será aproximadamente igual à concentração de HBr.
Então:
Passo 6
Finalmente, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
Substituindo:
Resposta
O pH da solução resultante é aproximadamente 2,12.