Suco de tomate tem pH= 4,0 e suco de limão tem pH= 2,0.
a) Calcule quantas vezes a concentração de H+ do suco de limão é maior do que a
concentração de H+ do suco de tomate.
b) Calcule o volume de solução aquosa de NaOH de concentração 0,010 mol L^-1 necessário para neutralizar 100 mL de cada um dos sucos.

Question

Accepted Answer

Para resolver essas questões, vamos começar entendendo e aplicando os conceitos básicos de pH e neutralização.

### Parte A

O pH é uma medida da acidez ou basicidade de uma solução, definido pela seguinte fórmula:

$$ \text{pH} = -\log_{10}[H^+] $$

onde $[H^+]$ é a concentração de íons hidrogênio em mol/L.

Para encontrar quantas vezes a concentração de $H^+$ do suco de limão é maior do que a do suco de tomate, primeiro precisamos calcular as respectivas concentrações de $H^+$ usando a fórmula inversa:

$$ [H^+] = 10^{-\text{pH}} $$

- Para o suco de tomate ($\text{pH} = 4.0$):

$$ [H^+]_{\text{tomate}} = 10^{-4.0} = 1.0 \times 10^{-4} \, \text{mol/L} $$

- Para o suco de limão ($\text{pH} = 2.0$):

$$ [H^+]_{\text{limão}} = 10^{-2.0} = 1.0 \times 10^{-2} \, \text{mol/L} $$

Agora, para calcular quantas vezes a concentração de $H^+$ do suco de limão é maior que a do suco de tomate:

$$ \frac{[H^+]_{\text{limão}}}{[H^+]_{\text{tomate}}} = \frac{1.0 \times 10^{-2}}{1.0 \times 10^{-4}} = 100 $$

Portanto, a concentração de $H^+$ no suco de limão é 100 vezes maior do que no suco de tomate.

### Parte B

A neutralização ocorre quando um ácido reage com uma base para formar água e um sal. A equação geral da neutralização é:

$$ \text{Ácido} + \text{Base} \rightarrow \text{Sal} + H_2O $$

Para o NaOH (hidróxido de sódio), que é uma base forte, e considerando que ambos os sucos agem como ácidos, a equação simplificada de neutralização para cada mol de $H^+$ seria:

$$ H^+ + OH^- \rightarrow H_2O $$

Isso significa que 1 mol de $H^+$ requer 1 mol de $OH^-$ para ser neutralizado.

Vamos calcular o número de mols de $H^+$ em 100 mL (ou 0,1 L) de cada suco, usando suas concentrações calculadas anteriormente:

- Suco de tomate: $1.0 \times 10^{-4} \, \text{mol/L} \times 0.1 \, \text{L} = 1.0 \times 10^{-5} \, \text{mol}$
- Suco de limão: $1.0 \times 10^{-2} \, \text{mol/L} \times 0.1 \, \text{L} = 1.0 \times 10^{-3} \, \text{mol}$

Agora, usando a concentração de NaOH ($0.010 \, \text{mol/L}$), podemos calcular o volume necessário para neutralizar essa quantidade de $H^+$:

- Para o suco de tomate:

$$ V_{\text{NaOH}} = \frac{\text{Número de mols de } H^+}{\text{Concentração de NaOH}} = \frac{1.0 \times 10^{-5} \, \text{mol}}{0.010 \, \text{mol/L}} = 0.001 \, \text{L} = 1 \, \text{mL} $$

- Para o suco de limão:

$$ V_{\text{NaOH}} = \frac{1.0 \times 10^{-3} \, \text{mol}}{0.010 \, \text{mol/L}} = 0.1 \, \text{L} = 100 \, \text{mL} $$

Portanto, são necessários aproximadamente 1 mL de NaOH para neutralizar 100 mL de suco de tomate e 100 mL de NaOH para neutralizar 100 mL de suco de limão.

Suco de tomate tem pH= 4,0 e suco de limão tem pH= 2,0. a) C...

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