Question

Um engenheiro precisa de 400 L de uma solução ácida para limpar um piso cerâmico em uma grande obra. Ele preparou uma mistura com um balde de 20L de ácido muriático, diluindo até 400L. A solução final ficou com pH 2. Qual era o pH inicial da solução contida no balde de 20L?

Answer 1

Ácido muriático → Ácido clorídrico (HCl : ácido forte)

HCl → H+  + Cl- (como o HCl é forte, consideramos que ele se ioniza totalmente
. Ou seja, toda a molaridade de HCl torna-se H+ e Cl-, na mesma concentração do ácido).

Considerando, primeiramente, a situação final :

pH = - log [H+] → [H+] é a molaridade de cátions H+

Sendo, na situação final, pH = 2 :

2 = - log [H+]
-2 = log [H+] → Aplicando a definição de log (a base é 10) :
[H+] = 10^-2 mol/L → Molaridade de H+ após a diluição !

Como dito, HCl é forte, de forma que a molaridade de íons (10^-2 mol/L) corresponde à molaridade do HCl diltuído.. Logo :

[H+] = [HCl]
[HCl] = 10^-2 mol/L → Esta é a molaridade final (Mf) de HCl, após a diluição !


Equação da Diluição : Mi * Vi = Mf * Vf
Mi → Molaridade inicial;
Vi → Volume inicial;
Mf → Molaridade final;
Vf → Volume final...

Sendo, para o HCl ⇒
Mi = (???...);
Vi = 20 L;
Mf = 10^-2 mol/L;
Vf = 400 L...

Mi * 20 = 10^-2 * 400
Mi * 20 = 4
Mi = 4 / 20
Mi = 0,2 mol/L ⇒ 2 * 10^-1 mol/L → Molaridade inicial de HCl !


Considerando agora a situação inicial...

Inicialmente, a a molaridade inicial do HCl era de 2  * 10^-1 mol/L ... pela ionização total (ácido forte), o HCl ionizava, produzindo 2 * 10^-1 mol/L de H+ e de Cl-...

Logo, inicialmente, [H+] = 2 * 10^-1 mol/L

pH = - log [H+] ⇒ Sendo, inicialmente, [H+] = 2 * 10^-1 mol/L :

pH = - log (2 * 10^-1) ⇒ Propriedade da soma de log :
pH = - (log 2 + log 10^-1) ⇒ Propriedade do expoente :
pH = - (log 2 + (-1 * log 10)) ⇒ Base 10, log 10 = 1 !
pH = - (log 2 - 1) ⇒ log 2 ≈ 0,3 :
pH = - (0,3 - 1)
pH = - (-0,7)
pH = 0,7 → pH inicial !