Em uma aula sobre o controle da acidez de águas residuárias, uma estudante simulou, em laboratório, a mistura…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma aula sobre o controle da acidez de águas residuárias, uma estudante simulou, em laboratório, a mistura de volumes iguais de uma base forte e de um ácido forte. Foram utilizados 50,0 mL de solução aquosa de NaOH de concentração 0,100 mol/L e 50,0 mL de solução aquosa de HCl de concentração 0,100 mol/L. Considere que ambos os eletrólitos se dissociam completamente, que a reação ocorre quantitativamente e que a mistura está a 25 °C. A reação de neutralização é representada por: HCl(aq) + NaOH(aq) ? NaCl(aq) + H2O(l). Com base nas informações do texto, qual é o pH da solução resultante após a mistura?
- A) pH = 13,30
- B) pH = 1
- C) pH = 0,70
- D) pH = 13
- E) pH = 7
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade de matéria de NaOH: 0,0500 L x 0,100 mol/L = 0,00500 mol de OH^-.
- Calcule a quantidade de matéria de HCl: 0,0500 L x 0,100 mol/L = 0,00500 mol de H^+.
- Como a proporção da reação HCl + NaOH -> NaCl + H2O é 1:1, os 0,00500 mol de H^+ reagem exatamente com os 0,00500 mol de OH^-. Não sobra nem ácido nem base em excesso.
- A solução final contém apenas NaCl dissolvido em água. O íon Na^+ vem de base forte e o íon Cl^- vem de ácido forte, e nenhum deles sofre hidrólise apreciável. Assim, a solução é neutra a 25 °C, com [H^+] = 1,0 x 10^-7 mol/L.
- pH = -log(1,0 x 10^-7) = 7. A alternativa correta é a E, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: a alternativa A indica excesso de base, o que não ocorre porque as quantidades são iguais; a alternativa B considera só o ácido e ignora a neutralização; a alternativa C supõe uma concentração de H^+ de 0,2 mol/L, o que resulta de dividir a quantidade de ácido pelo volume de apenas uma das soluções; a alternativa D considera apenas a base e ignora que ela foi totalmente consumida pelo ácido.
💡 Dica: Calcule a neutralização entre NaOH e HCl para encontrar o pH.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que sobra base em excesso na mistura, como se a base tivesse concentração maior ou o ácido fosse neutralizado parcialmente. Ele não compara as quantidades de matéria de OH^- e H^+.
Por que engana: O aluno pode confundir a neutralização e calcular o pH de forma incorreta, pensando que a solução resultante é ácida ou básica sem considerar a quantidade de reagentes.
O aluno considera apenas a solução de HCl 0,100 mol/L, cujo pH seria 1, e esquece que o NaOH de mesma quantidade neutraliza todo o ácido. Ele não leva em conta a reação de neutralização descrita no enunciado.
O aluno calcula a concentração de H^+ dividindo a quantidade de ácido (0,00500 mol) apenas pelo volume de uma solução (0,0500 L), obtendo 0,100 mol/L, ou soma incorretamente os dados e chega a 0,2 mol/L. Ele não considera que o volume total da mistura é 0,100 L e que o ácido já foi neutralizado.
O aluno trata a base forte como se ela permanecesse inteira na solução e calcula o pH a partir do pOH, sem reconhecer que a mesma quantidade de ácido consome todo o OH^-. Ele confunde a concentração inicial da base com a concentração final da mistura.
As quantidades de matéria inicialmente presentes são iguais: n(NaOH) = 0,100 × 0,0500 = 0,00500 mol e n(HCl) = 0,100 × 0,0500 = 0,00500 mol. Como a reação ocorre na proporção de 1:1, todo o HCl e todo o NaOH são consumidos, não havendo excesso de H⁺ nem de OH⁻. A solução resultante é neutra; a 25 °C, uma solução neutra apresenta pH igual a 7.
Raio-X da questão
pH de soluções ácidas e básicas
avaliacao
cálculo de pH · neutralização de ácidos e bases
Revisar o cálculo do pH em reações de neutralização.
O aluno pode confundir a neutralização e calcular o pH de forma incorreta, pensando que a solução resultante é ácida ou básica sem considerar a quantidade de reagentes.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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