Considere as três soluções aquosas contidas nos frascos seguintes:
Frasco 1: de molar
Frasco 2: de molar
Frasco 3: de , 1,0 molar
Para a temperatura de e sob pressão de atm, são feitas as seguintes afirmações:
I- A concentração de íons no frasco 1 é aproximadamente .
II- A concentração de íons no frasco 2 é aproximadamente .
III- A concentração de íons no frasco 3 é aproximadamente .
IV- A mistura de do conteúdo do frasco 1 com igual volume do conteúdo do frasco 2 produz de uma solução aquosa cuja concentração de íons é aproximadamente .
V- A mistura de do conteúdo do frasco 1 com igual volume do conteúdo do frasco 3 produz de uma solução cujo pH é menor do que sete.
Das afirmações acima estão erradas apenas:
$• \ \text{Afirmativa I:}$ $\color{royalblue}{\text{Verdadeira}}$
O ácido clorídrico é um ácido forte, isto é, dissocia $100\%$, sendo sua dissociação escrita como: \begin{matrix} \ce{HCl &\rightarrow& H^+ &+& Cl^-}
\end{matrix}Atente que o coeficiente estequiométrico é $\color{royalblue}{\text{1:1:1}}$, assim, a concentração de $\ce{HCl}$ será a mesma do cátion hidrogênio.
$• \ \text{Afirmativa II:}$ $\color{orangered}{\text{Falsa}}$
Diferente do ácido anterior, o ácido etanoico é fraco, ou seja, ele não dissocia $100\%$, sua dissociação pode ser escrita como: \begin{matrix} \ce{CH_3COOH &\leftrightharpoons& CH_3COO^- &+& H^+ }
\end{matrix}Todavia, deve-se ter conhecimento que este é um eletrólito fraco, a maior parcela das moléculas não irão dissociar, mas sim apenas se dissolver.
$• \ \text{Afirmativa III:}$ $\color{orangered}{\text{Falsa}}$
Novamente, temos outro eletrólito fraco, ou seja, mais um ácido fraco que não se dissociará $100\%$, veja como podemos escrever a dissociação: \begin{matrix} \ce{ NH_4OH&\leftrightharpoons& NH_4^+ &+& OH^-}
\end{matrix}O raciocínio é análogo.
$• \ \text{Afirmativa IV:}$ $\color{orangered}{\text{Falsa}}$
Repare novamente nas reações, encontrando a quantidade em mols de cátions hidrogênio, temos, respectivamente: \begin{matrix} \ce{HCl: & n(H^+) = {\dfrac{1 \ \pu{mol}}{1000 \ \pu{ml}}} \cdot 100 \ ml &\therefore& n(H^+) = \dfrac{1}{10} \ mol }\\ \\
\ce{CH_3COOH: & n(H^+) < {\dfrac{1 \ \pu{mol}}{1000 \ \pu{ml}}} \cdot 200 \ ml &\therefore& n(H^+) < \dfrac{2}{10} \ mol }
\end{matrix}Assim, a concentração $C$ é: \begin{matrix} C &<& {{\dfrac{\dfrac{1}{10} + \dfrac{2}{10}}{300\cdot 10^{-3}}}} &<& 1 \ \pu{mol/L}
\end{matrix}
$• \ \text{Afirmativa V:}$ $\color{royalblue}{\text{Verdadeira}}$
Veja que as concentrações misturadas não são muito divergentes, nessa perspectiva, estamos misturando um ácido forte com uma base fraca, logo, é de se esperar uma solução ácida, isto é, com pH menor que $7$. Além disso, essa mistura ainda apresenta uma reação de neutralização formando um sal ácido, veja:\begin{matrix}\ce{ HCl &+& NH_4OH &\leftrightharpoons& NH_4Cl &+& H_2O}
\end{matrix}\begin{matrix} Letra \ (C)
\end{matrix}
