Determine a concentração de íons
\mathrm{H}^{+}
nas seguintes amostras:
c) 100 mL de ácido nítrico 0,0015 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1};

Passo 1

O enunciado pede para determinar a concentração de íons \mathrm{H}^{+} na amostra.
Dados fornecidos: volume da amostra =100\\ \mathrm{mL} e concentração do ácido nítrico =0,0015\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}.
Não há outras informações no enunciado.

Passo 2

Entendendo a dissociação do ácido nítrico: o ácido nítrico é um ácido forte, ou seja, ele se dissocia totalmente em água. A equação química da dissociação é
\mathrm{HNO_3 \rightarrow H^{+} + NO_3^{-}}
Isso significa que, para cada 1 mol de \mathrm{HNO_3} que houver, forma-se 1 mol de \mathrm{H}^{+}. Em linguagem de estequiometria: razão molares \mathrm{HNO_3}:\mathrm{H^{+}} = 1:1.

Passo 3

Definição útil: concentração molar (molaridade) é dada por
C=\frac{n}{V}
onde C é a concentração em \mathrm{mol\;L^{-1}}, n é o número de mols e V é o volume em \mathrm{L}. Pelo passo anterior, como a razão é 1:1, a concentração de \mathrm{H^{+}} é igual à concentração do ácido inicial. Portanto
[\mathrm{H^{+}}]=[\mathrm{HNO_3}]=0,0015\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}.

Passo 4

Explicando por que o volume dado não altera a concentração: a molaridade é uma propriedade que já expressa quantidade por litro; saber que a amostra tem 100\\ \mathrm{mL} apenas permite calcular o número de mols de \mathrm{H^{+}} presentes, se quisermos. Convertendo 100\\ \mathrm{mL} para litros:
100\\ \mathrm{mL}=0,100\\ \mathrm{L}.
Número de mols de \mathrm{H^{+}}:
n=[\mathrm{H^{+}}]\cdot V=0,0015\cdot 0,100=0,00015\\ \mathrm{mol}.
Isso confirma que na porção de 100\\ \mathrm{mL} 0,00015 mol de íons \mathrm{H^{+}}, mas a concentração continua sendo 0,0015\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}.

Passo 5

Resumo didático curto: para ácidos fortes monopróticos (um \mathrm{H^{+}} por molécula) a concentração de \mathrm{H^{+}} é numericamente igual à concentração do ácido fornecida em \mathrm{mol\;L^{-1}}. No exame, ao ver um ácido forte 1:1, você pode responder rapidamente que [\mathrm{H^{+}}] = concentração do ácido.

Resposta

[\mathrm{H^{+}}]=0,0015\\ \mathrm{mol\;L^{-1}}

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