Questão 61
ITA 2020
(ITA - 2020 - 1ª FASE)
Em um experimento realizado a 298 K foram adicionados 20,0 mL de HCl 1,5.10-4 mol L-1 a 0,48 L de uma solução de limpeza contendo 3,01.10-6 mol de uma base forte hipotética XOH. O valor da concentração de H30+, em mol L-1, na solução resultante é igual a
1,0 . 10-8
8,3 . 10-8
1,0 . 10-7
1,2 . 10-7
8,2 . 10-7
Gabarito:
8,3 . 10-8
Resolução:
O primeiro passo é calcular a quantidade de matéria de H+, sabendo que a concentração é 1,5x10-4 mol/L, e que o volume adicionado é de 200 mL (0,02 L). Para esse cálculo pode ser aplicada a fórmula n = cV ou pode ser feita uma regra de três:
Portanto, a quantidade de matéria de H+ é 3x10-6 mol.
O H+ reage com o OH- por uma reação de neutralização que pode ser representada pela equação H+ + OH- → H2O, portanto a proporção entre H+ e OH- é 1:1. Como foram adiconados 3x10-6 mol de H+, essa será a quantidade de matéria de OH- que irá reagir.
Ao todo, na reação, foram adicionados 3,01x10-6 mol de uma base forte XOH, que dissocia segundo a equação XOH → X+ + OH-. Como a proporção de base é OH- é 1:1, pode-se afirmar que a quantidade de hidroxila em solução também é igual a 3,01x10-6 mol.
Desses 3,01x10-6 mol de OH-, 3x10-6 mol reagiram com o ácido, sobrando 0,01x10-6 mol de OH-. Sabendo a quantidade de matéria de OH- é possível calcular a concentração, lembrando que o volume final da solução é igual a 500 mL.
Neste caso, a auto ionização da água é relevante e deve-se somar o valor encontrado com a concentração de vindo da autoionização.
Com isto, a concentração final de OH- será a soma das duas, 1,2x10-7 mol/L.
Substituindo este valor na equação de equilíbrio da água, teremos
mol/L
A concentração de H+ é igual a 8,3x10-8 mol/L, portanto o gabarito é letra B.