Questão 12- A concentração de íons
de uma certa solução aquosa é
. Sendo assim, nessa mesma solução a concentração de íons
, em
, deve ser:
Dado:
a
a)
b)
c)
d)
e)
Dado:
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado dá a concentração de íons
e pede a concentração de
. Dados e pergunta relevantes:
Pergunta: qual é
em mol/L?
Passo 2
Conceito importante (explicação didática): em água pura e em soluções aquosas, existe uma reação de autoionização da água que, à temperatura dada, é caracterizada pela constante de equilíbrio chamada constante íon produto da água
. Essa constante relaciona as concentrações em equilíbrio dos íons
e
assim:
Aqui:
-
é um número fixo a uma temperatura (aqui a ); -
é a concentração molar de íons hidrogênio (mol/L); -
é a concentração molar de íons hidróxido (mol/L).
Da expressão acima isolamosdividindo ambos os lados por :
Isso é tudo o que precisamos para calcular
.
Passo 3
Agora substituímos os valores numéricos na fórmula:
Vou fazer essa divisão passo a passo em notação científica para ficar claro. Quando dividimos números em notação científica, dividimos as mantissas (os coeficientes) e subtraímos os expoentes:
- Dividindo as mantissas:
. - Subtraindo expoentes:
.
Portanto inicialmente obtemos
Passo 4
Ajustamos a notação científica para que a mantissa fique entre
e
. Multiplicamos
por
para obter:
Logo, a concentração de
é
.
Passo 5
Verificação rápida de coerência: como
é muito maior que
(solução ácida), esperamos
muito menor que
. Nosso resultado
satisfaz essa expectativa, então faz sentido. Agora escolhemos a alternativa que corresponde a esse valor.
Resposta
a)