Qual é a concentração de íons
e o pH de uma solução de NaOH preparado a partir de
do sólido em 500 mL de água. Considere a massa molar do hidróxido de sódio como sendo
Passo 1
O enunciado pede duas coisas: a concentração de íons
e o
de uma solução de
preparada com
do sólido dissolvidos em
de água. Dados fornecidos:
A tarefa é transformar essas informações em
(concentração molar) e em
.
Passo 2
Primeiro vamos calcular o número de mols de
. A fórmula para mols é:
onde
é o número de mols,
é a massa em gramas e
é a massa molar em
. Substituindo os valores:
Explicação rápida: dividir massa pela massa molar dá quantos “pacotes” de 1 mol existem — aqui,
mol de
.
Passo 3
Agora calculamos a concentração molar de
. Convertendo o volume para litros:
A concentração molar é:
Explicação: concentração é quantos mols por litro; aqui temos
.
Passo 4
Interpretação química — dissociação do
. O hidróxido de sódio é um forte eletrólito e se dissocia totalmente em água segundo:
Isso significa que cada mol de
gera um mol de
. Portanto a concentração de
na solução é igual à concentração inicial de
:
Passo 5
Usamos a constante de autoionização da água (à
):
Isolando
:
Explicação: em soluções aquosas a concentração de
e de
estão relacionadas por
. Com
conhecido, dividimos
por ele para obter
.
Passo 6
Cálculo do
. Definição:
Substituindo:
Uma alternativa (checar consistência) é calcular o
e usar
. Como
temos
, que coincide com o cálculo direto.