Em uma aula sobre chuva ácida, uma turma investigou a variação do pH causada pela diluição de uma solução de…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Interpretar resultados e realizar previsões sobre atividades experimentais, fenômenos naturais e processos tecnológicos, com base nas noções de probabilidade e incerteza, reconhecendo os limites explicativos das ciências.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma aula sobre chuva ácida, uma turma investigou a variação do pH causada pela diluição de uma solução de ácido sulfúrico. Para realizar uma simulação controlada, foram misturados 100 mL de água inicialmente neutra, com pH igual a 7,0, e 50 mL de uma solução aquosa de H2SO4 com concentração de 1,0 × 10?² mol/L. Considere, para fins do cálculo, que as duas ionizações do ácido sulfúrico são completas e que o volume final é a soma dos volumes misturados. Use log 6,7 ˜ 0,82. Com base nas informações do experimento, qual será, aproximadamente, o pH da solução resultante?
- A) pH aproximadamente igual a 2,18.
- B) pH aproximadamente igual a 2,48.
- C) pH aproximadamente igual a 1,70.
- D) pH aproximadamente igual a 3,00.
- E) pH aproximadamente igual a 2,00.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Calcule a concentração de H+ fornecida pelo ácido. Cada mol de H2SO4 libera 2 mol de H+, pois as duas ionizações são completas. Logo, [H+] inicial = 2 × 1,0 × 10^-2 = 2,0 × 10^-2 mol/L.
- Calcule a quantidade de matéria de H+ presente nos 50 mL da solução. n(H+) = 2,0 × 10^-2 mol/L × 0,050 L = 1,0 × 10^-3 mol.
- Calcule o volume final. A água neutra não contribui com H+ (pH 7,0 significa [H+] = 1,0 × 10^-7 mol/L, desprezível), e o volume final é 100 mL + 50 mL = 150 mL = 0,150 L.
- Calcule a nova concentração de H+. [H+] = 1,0 × 10^-3 mol / 0,150 L = 6,67 × 10^-3 mol/L, que é aproximadamente 6,7 × 10^-3 mol/L.
- Calcule o pH. pH = -log(6,7 × 10^-3) = -(log 6,7 + log 10^-3) = -(0,82 - 3) = 3 - 0,82 = 2,18. Portanto, o gabarito A está correto e foi confirmado pela resolução independente.
- Por que as outras estão erradas. A alternativa B considera apenas a primeira ionização, o que dá [H+] = 1,0 × 10^-2 × 50/150 = 3,3 × 10^-3 mol/L e pH 2,48. A alternativa C ignora a diluição e usa 2,0 × 10^-2 mol/L, dando pH 1,70. A alternativa D confunde quantidade de matéria (mol) com concentração (mol/L), usando 1,0 × 10^-3 mol/L e dando pH 3,00. A alternativa E assume que a concentração do ácido é igual à de H+ e ignora a estequiometria e a diluição, usando 1,0 × 10^-2 mol/L e dando pH 2,00.
💡 Dica: Calcule a diluição do ácido e sua influência no pH.
Alternativa por alternativa
A quantidade de H₂SO₄ adicionada é n = 1,0 × 10⁻² mol/L × 0,050 L = 5,0 × 10⁻⁴ mol. Considerando duas ionizações completas, essa quantidade fornece 1,0 × 10⁻³ mol de H⁺. O volume final é 0,150 L, portanto [H⁺] = 1,0 × 10⁻³/0,150 ≈ 6,7 × 10⁻³ mol/L. Assim, pH = −log(6,7 × 10⁻³) ≈ 2,18.
O aluno considera apenas a primeira ionização do H2SO4, liberando 1 mol de H+ por mol de ácido, e esquece que a segunda ionização também é completa no cálculo.
Por que engana: O aluno pode confundir a diluição do ácido com a neutralização, resultando em um pH incorreto.
O aluno calcula corretamente a concentração de H+ (2,0 × 10^-2 mol/L), mas esquece que a solução foi diluída pela água, mantendo a concentração inicial no volume final.
O aluno calcula corretamente a quantidade de H+ (1,0 × 10^-3 mol), mas usa esse número de mols como se fosse a concentração em mol/L, sem dividir pelo volume final de 0,150 L.
O aluno toma a concentração do ácido (1,0 × 10^-2 mol/L) como a concentração de H+, ignorando que cada mol de H2SO4 libera 2 mol de H+ e que a mistura dilui a solução.
Raio-X da questão
pH e soluções ácidas
avaliacao
cálculo de pH · soluções ácidas e básicas
Revisar o conceito de pH e a diluição de ácidos.
O aluno pode confundir a diluição do ácido com a neutralização, resultando em um pH incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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