Questão 72 Unesp 2022 - 1ª fase - dia 1 - Elite Colégio e Pré-Vestibular

Questão 72

Concentração de Ions pH e pOH

A tabela mostra os valores aproximados de pH de diferentes soluções aquosas, todas com a mesma concentração de $0, 1 mol / L$ e a $25 º C$ .

A solução que deve apresentar maior concentração total de íons e a solução que deve apresentar maior concentração de íons $H^{+} (aq)$ são, respectivamente, as soluções de

a)	hidróxido de sódio e ácido clorídrico.
b)	ácido acético e hidróxido de sódio.
c)	sulfato de sódio e hidróxido de sódio.
d)	ácido acético e ácido clorídrico.
e)	sulfato de sódio e ácido clorídrico.

Resolução

Usando os valores de pH da tabela (para as soluções ácidas e básicas) e as equações de ionização/dissociação, podemos determinar a concentração de cada íon e a concentração total de íons formados:

Ácido clorídrico ( $H C l$ ) - ácido forte:

Se o pH é 1, podemos determinar a concentração de $H^{+}$ :

$p H = - \log [H^{+}] \to 1 = - \log [H^{+}] \to [H^{+}] = 10^{- 1} m o l / L$

A ionização do $H C l$ :

$H C l_{(a q)} \to H_{(a q)}^{+} + C l_{(a q)}^{-} 10^{- 1} m o l / L 10^{- 1} m o l / L [Í o n s]_{t o t a l} = 10^{- 1} + 10^{- 1} = 2 . 10^{- 1} m o l / L$

Ácido acético ( $H_{3} C C O O H$ ) - ácido fraco

Se o pH é 3, podemos determinar a concentração de $H^{+}$ :

$p H = - \log [H^{+}] \to 3 = - \log [H^{+}] \to [H^{+}] = 10^{- 3} m o l / L$

A ionização do $H_{3} C C O O H$ :

$ H_{3} C C O O H_{(a q)} ⇌ H_{(a q)}^{+} + H_{3} C C O O_{(a q)}^{-} 10^{- 3} m o l / L 10^{- 3} m o l / L [Í o n s]_{t o t a l} = 10^{- 3} + 10^{- 3} = 2 . 10^{- 3} m o l / L$

Sulfato de sódio ( $N a_{2} S O_{4}$ ) - um sal solúvel em água, considerando 100% de dissociação e a concentração inicial do sal de 0,1 mol/L:

$N a_{2} S {O_{4}}_{(a q)} \to 2 N a_{(a q)}^{+} + S O_{4 (a q)}^{- 2} 0, 1 m o l / L 0, 2 m o l / L 0, 1 m o l / L [Í o n s]_{t o t a l} = 0, 2 + 0, 1 = 0, 3 m o l / L$

Obs:

Se o pH é 7, podemos determinar a concentração de $H^{+}$ :

$p H = - \log [H^{+}] \to 7 = - \log [H^{+}] \to [H^{+}] = 10^{- 7} m o l / L$

Hidróxido de sódio ( $N a O H$ ) - base forte:

Se o pH é 13, podemos determinar a concentração de $H^{+}$ :

$p H = - \log [H^{+}] \to 13 = - \log [H^{+}] \to [H^{+}] = 10^{- 13} m o l / L$

Sendo a dissociação do $N a O H$ e sua concentração inicial de 0,1 mol/L:

$N a O H (a q) \to N a^{+} (a q) + O H^{-} (a q) 0, 1 m o l / L 0, 1 m o l / L 0, 1 m o l / L [Í o n s]_{t o t a l} = 0, 1 + 0, 1 = 0, 2 m o l / L$

Portanto, a solução que apresenta a maior concentração, em mol/L, de íons é a de sulfato de sódio ( $N a_{2} S O_{4}$ ).

As solução que apresenta a maior concentração hidrogêniônica é aquele que é constituída pelo menor pH, como calculado anteriormente e indicado na tabela:

Solução	pH aproximado	[H⁺] (mol/L)
Ácido clorídrico	1	10^-1
Ácido acético	3	10^-3
Sulfato de sódio	7	10^-7
Hidróxido de sódio	13	10^-13

Assim, a solução de ácido clorídrico é a que apresenta a maior concentração hidrogeniônica ( $H^{+}$ ).