1-) Qual é o pH de uma solução de
?
Passo 1
O enunciado pede o pH de uma solução de NaOH com concentração
.
Informações dadas e o que será usado:
Informações dadas e o que será usado:
- Concentração de
: . - Pergunta: calcular o
dessa solução. - Vou assumir a temperatura padrão de
(situação comum em provas), onde vale a relação .
Passo 2
Definições e fórmulas que vamos usar (explicadas passo a passo):
- O pH é definido por
. Aqui é a concentração molar de íons hidrogênio. - O pOH é definido por
. Aqui é a concentração molar de íons hidróxido. - Em soluções aquosas a
temos a relação . Isso vem do produto iônico da água (logo ).
Passo 3
Comportamento do
e relação com
:
-
é uma base forte e se dissocia completamente em água: . - Portanto a concentração de
é igual à concentração de . Assim:
Passo 4
Cálculo do
usando propriedades do logaritmo (explicando cada passo):
- Primeiro use a propriedade
. Então
- Sabemos
e numericamente . Logo
- Agora aplicamos a definição de pOH:
Passo 5
Cálculo do
a partir de
:
- Usando
temos
- Arredondando de acordo com os algarismos significativos da concentração inicial (
tem três algarismos significativos), reportamos o resultado com três casas decimais:
Passo 6
Observações didáticas e físicas (para entender o resultado):
- Um pH maior que
é possível quando a concentração de base é extremamente alta; a “escala 0–14” é apenas uma convenção que vale para concentrações moderadas. - Em concentrações tão elevadas como
a aproximação de atividade por concentração perde precisão (efeitos de íon forte e interações tornam as atividades diferentes das concentrações). Em provas, porém, normalmente usamos concentração como se fosse atividade, salvo indicação contrária. - Então, para a questão de prova, o procedimento feito (dissociação completa + uso de
) é o método esperado.