Catcule o pH de uma solução 0,15 M de H2 SO4(aq) em 25^circ C.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o pH de uma solução de ácido sulfúrico ( H2SO4) com concentração de 0,15,M a 25^circC. 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 ( H2SO4) é um ácido diprótico forte. Isso significa que ele pode liberar dois íons de hidrogênio ( H^+) por molécula e que a primeira ionização é completa. A reação da primeira ionização é:
H2SO4 H^+ + HSO4^-

Passo 3

Como a primeira ionização é completa, para cada mol de H2SO4, temos um mol de H^+ liberado. Então, se a concentração inicial é 0,15,M, a concentração de H^+ após a primeira ionização será também 0,15,M.

Passo 4

Agora, vamos considerar a segunda ionização do HSO4^-. A reação é:
HSO4^- rightarrow H^+ + SO4^2-
Essa segunda ionização não é completa e tem uma constante de dissociação Ka2 = 1,2 times 10^-2.

Passo 5

Vamos chamar de x a concentração de H^+ que será liberada na segunda ionização. Assim, podemos montar a expressão da constante de dissociação:
Ka2 = [H^+][SO4^2-][HSO4^-] = (0,15 + x)x0,15 - x = 1,2 times 10^-2

Passo 6

Como Ka2 é pequeno, podemos assumir que x é bem menor que 0,15, então 0,15 - x approx 0,15. A equação simplifica para:
1,2 times 10^-2 approx (0,15)x0,15 = x
Então, x approx 1,2 times 10^-2,M.

Passo 7

Agora, vamos somar as contribuições de H^+ das duas ionizações:
[H^+]total = 0,15,M + 0,012,M = 0,162,M

Passo 8

Finalmente, para encontrar o pH, usamos a fórmula:
pH = -log[H^+]
Substituindo o valor da concentração de H^+:
pH = -log(0,162) approx 0,79

Resposta

O pH da solução é aproximadamente 0,79.

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