Exercício: Quais as \left[\mathrm{H}_{3} \mathrm{O}^{+}\right]e \left[\mathrm{OH}^{-}\right]em uma solução de \mathrm{HCl} 0,004 \mathrm{mols} / \mathrm{L}, a 25^{\circ} \mathrm{C} ?

Passo 1

O enunciado nos dá uma solução de \mathrm{HCl} de concentração 0,004\\ \mathrm{mol/L} a 25^\circ\mathrm{C}. Queremos encontrar as concentrações de \left[\mathrm{H}_3\mathrm{O}^+\right] e \left[\mathrm{OH}^-\right]. O conteúdo usado será:
• Dissociação completa de ácido forte.
• Equilíbrio da água, com constante K_w.

Passo 2

Como \mathrm{HCl} é um ácido forte, dissocia-se totalmente segundo
\mathrm{HCl} + \mathrm{H_2O} \to \mathrm{H_3O^+} + \mathrm{Cl^-}\,.
Portanto, a concentração de íons hidrônio é igual à do ácido:
\left[\mathrm{H_3O^+}\right] = 0,004\\ \mathrm{mol/L}\,.

Passo 3

Na água a 25^\circ\mathrm{C} vale
K_w = \left[\mathrm{H_3O^+}\right]\left[\mathrm{OH^-}\right] = 1\times 10^{-14}\,.
Isolando \left[\mathrm{OH^-}\right],
\left[\mathrm{OH^-}\right] = \frac{K_w}{\left[\mathrm{H_3O^+}\right]} = \frac{1\times 10^{-14}}{4\times 10^{-3}} = 2{,}5\times 10^{-12}\\ \mathrm{mol/L}\,.

Resposta

\displaystyle\left[\mathrm{H_3O^+}\right]=0,004\\ \mathrm{mol/L} \displaystyle\left[\mathrm{OH^-}\right]=2{,}5\times 10^{-12}\\ \mathrm{mol/L}

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