Qual é a [
] e pH de cada uma das seguintes soluções?
0,0020 mols de HCl em 500 mL de solução
de HCl
em 750 mL de solução.
Passo 1
O enunciado pede, para cada solução, o valor da concentração de íons hidrogênio
e o pH correspondente. Os dados fornecidos são:
- Caso (a):
mol de HCl dissolvidos em de solução. - Caso (b):
de uma solução de HCl de diluídos até de solução.
O que preciso entregar para cada caso:
-
em , -
(definido como ).
Passo 2
Observações e conversões iniciais que vou usar (sempre importante transformar volumes em litros):
Vou usar também a fórmula geral para concentração molar:
onde
é o número de mols e
o volume em litros.
Como HCl é um ácido forte, ele se dissocia completamente em água:
logo a concentração de íons
é igual à concentração inicial de HCl após a diluição.
Passo 3
Resolver o caso (a) — encontrar
.
Dados do caso (a):
Aplicando
:
Interpretação: a cada litro dessa solução há
mol de
.
Passo 4
Calcular o
do caso (a).
Definição:
.
Aqui
. Para facilitar o cálculo de logaritmo escrevo:
Sabendo que
e
, obtemos
Comentário prático: em prova, se lembrar
ajuda bastante para calcular à mão.
Passo 5
Resolver o caso (b) — calcular moles de HCl adicionados e então
.
Primeiro calculo os mols de HCl na alíquota inicial:
Esse número de mols é transferido e diluído até
. Logo a concentração final é
Passo 6
Calcular o
do caso (b).
Sabendo que
e
,
Passo 7
Observações finais e dicas rápidas para a prova:
- Para ácidos fortes (HCl, HNO3, HBr, etc.) vale
após a dissociação completa. - Converter volumes para litros antes de usar
. - Para calcular pH sem calculadora, fatorar em potências de 10 (por exemplo
) e usar logaritmos de números simples ( , etc.). - Arredonde o pH com cuidado; aqui apresentei com duas casas decimais por clareza.