Utilizando o tratamento sistemático do equilíbrio, calcule as concentrações de todas as espécies presentes em solução e o pH de uma solução
de
. (ácido forte, como demostrado em sala de aula)
Passo 1
O enunciado pede para calcular, de modo sistemático, as concentrações de todas as espécies em uma solução de ácido forte
de concentração
e o pH dessa solução. O conteúdo matemático envolve equilíbrio de ionização da água (constante de ionização
) e balanço de cargas (eletroneutralidade), já que o ácido se dissocia completamente em
e
.
Passo 2
Definimos as concentrações em equilíbrio:
As equações que usamos são
- equilíbrio da água:
- condição de eletroneutralidade (cargas positivas igualam negativas):
ou seja
Passo 3
Substituindo
na equação do
, obtemos:
Isso leva à equação quadrática
Passo 4
Resolvendo a quadrática por fórmula de Bhaskara:
Calculando:
Assim,
Passo 5
O pH é dado por
Resposta
pH