Quanto HCl 3,0 mol / L precisa ser adicionado a 1,000 litro de água para se obter uma solução cujo pH é 1,50? (Admita volumes aditivos.)

Passo 1

Resumo da questão: a gente tem 1,000 L de água pura e precisa chegar numa solução de pH 1,50 usando HCl 3,0 mol/L. Matéria: soluções (concentração, volume), pH de ácidos fortes e cálculo de moles. Vamos precisar de: definição de pH, relação entre moles, concentração e volume, e o fato de que HCl é um ácido forte (totalmente dissociado).

Passo 2

Definindo pH:
pH é dado por
pH = -log10[H^+]
Como queremos pH 1,50, isolamos [H^+] = 10^-pH = 10^-1,50 approx 0,0316;mol/L :

Passo 3

Calculando os mols de Vtotal = 1,000 + V(assumindo volumes aditivos) na solução final. Se chamarmos de nH^+,final = [H^+] times Vtotal = 0,0316 times (1,000 + V) (em litros) o volume de HCl 3,0 M que adicionamos, o volume total será
Logo, os mols de na solução final são

Passo 4

Como HCl é ácido forte, cada mol de HCl fornece 1 mol de nH^+,adicionado = 3,0 times V . Se adicionamos litros de solução 3,0 mol/L, os mols de fornecidos são

Passo 5

Em equilíbrio, todo 3,0,V ;=; 0,0316,(1,000 + V) final vem do HCl adicionado (a água pura não contribui). Então igualamos:
3V = 0,0316 + 0,0316,V Longrightarrow 3V - 0,0316,V = 0,0316 Longrightarrow V,(3 - 0,0316) = 0,0316
Desenvolvendo:
V = 0,03162,9684 approx 0,01065;L
Logo

Resposta

Você deve adicionar cerca de 0,0107 L (ou 10,7 mL) de HCl 3,0 mol/L.

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