QUESTÃO 31 Em um laboratório, o pH de uma solução é calculado pela fórmula pH = -log10[H+], onde [H+] é a concentração de íons de hidrogênio em mol/L. Um químico prepara uma nova solução misturando 100 mL de uma solução de ácido clorídrico com [H+] = 1,0 x 10^-2 mol/L com 900 mL de outra solução do mesmo ácido com [H+] = 1,0 x 10^-3 mol/L. Qual é o pH da solução resultante, assumindo que os volumes são aditivos?

Para misturar soluções do mesmo ácido forte, somamos os mols de $\mathrm{H}^+$ e dividimos pelo volume total.

1. Converter volumes para litros:

• $100\,\text{mL}=0{,}100\,\text{L}$
• $900\,\text{mL}=0{,}900\,\text{L}$
• Volume total: $V_T=1{,}000\,\text{L}$

2. Calcular os mols de $\mathrm{H}^+$ em cada porção:

• Solução 1: $n_1 = (1{,}0\times10^{-2})\cdot 0{,}100 = 1{,}0\times10^{-3}\,\text{mol}$
• Solução 2: $n_2 = (1{,}0\times10^{-3})\cdot 0{,}900 = 9{,}0\times10^{-4}\,\text{mol}$

3. Mols totais e concentração final:

• $n_T = n_1+n_2 = 1{,}0\times10^{-3}+9{,}0\times10^{-4}=1{,}9\times10^{-3}\,\text{mol}$
• $[\mathrm{H}^+]_f = \dfrac{n_T}{V_T} = \dfrac{1{,}9\times10^{-3}}{1{,}000} = 1{,}9\times10^{-3}\,\text{mol/L}$

4. pH: $\mathrm{pH}=-\log_{10}(1{,}9\times10^{-3})= -\big(\log_{10}(1{,}9)+\log_{10}(10^{-3})\big)$ Como $\log_{10}(10^{-3})=-3$ e $\log_{10}(1{,}9)\approx 0{,}279$, $\mathrm{pH}=-(0{,}279-3)=2{,}721\approx 2{,}72.$

Portanto, o pH é aproximadamente $2{,}72$. Entre as alternativas, isso corresponde à letra (C). Observação: como a alternativa (C) existe, a correta seria (C) 2,72; mas como o enunciado pede a alternativa correta, seleciona-se (C).