Catcule o pH de uma solução
de
em
.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o pH de uma solução de ácido sulfúrico (
) com concentração de
a
. Para isso, vamos usar conceitos de química ácido-base, especificamente sobre ácidos fortes e suas ionizações na água.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar que o ácido sulfúrico (
) é um ácido diprótico forte. Isso significa que ele pode liberar dois íons de hidrogênio (
) por molécula e que a primeira ionização é completa. A reação da primeira ionização é:
Passo 3
Como a primeira ionização é completa, para cada mol de
, temos um mol de
liberado. Então, se a concentração inicial é
, a concentração de
após a primeira ionização será também
.
Passo 4
Agora, vamos considerar a segunda ionização do
. A reação é:
Essa segunda ionização não é completa e tem uma constante de dissociação
.
Passo 5
Vamos chamar de
a concentração de
que será liberada na segunda ionização. Assim, podemos montar a expressão da constante de dissociação:
Passo 6
Como
é pequeno, podemos assumir que
é bem menor que
, então
. A equação simplifica para:
Então,
.
Passo 7
Agora, vamos somar as contribuições de
das duas ionizações:
Passo 8
Finalmente, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
Substituindo o valor da concentração de
:
Resposta
O pH da solução é aproximadamente
.