Em uma estação de tratamento de efluentes, uma solução aquosa de ácido sulfúrico é preparada para ajustar a…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma estação de tratamento de efluentes, uma solução aquosa de ácido sulfúrico é preparada para ajustar a acidez de um rejeito industrial. O procedimento utiliza 0,5 mol de H2SO4 em água suficiente para formar 1,0 L de solução. Para estimar o pH, considere apenas a primeira ionização do ácido, considerada completa: H2SO4(aq) ? H?(aq) + HSO4?(aq). Despreze a variação de volume durante a dissolução. Em razão dos riscos de soluções com pH inferior a 2, a norma de segurança da estação exige sistema fechado, materiais resistentes à corrosão e equipamentos de proteção individual. Com base no procedimento descrito, qual é o pH aproximado da solução e qual medida de segurança é compatível com seu uso industrial?
- A) pH ≈ 0,7; a solução é fortemente ácida e deve ser manipulada em sistema fechado, com materiais resistentes à corrosão e equipamentos de proteção individual.
- B) pH ≈ 13,7; a solução é fortemente básica e deve ser manipulada com materiais resistentes a bases e sem necessidade de sistema fechado.
- C) pH ≈ 1,0; a solução é fortemente ácida e deve ser manipulada em sistema fechado, com materiais resistentes à corrosão e equipamentos de proteção individual.
- D) pH ≈ 0,3; a solução é fortemente ácida e deve ser manipulada em sistema fechado, com materiais resistentes à corrosão e equipamentos de proteção individual.
- E) pH = 0,5; a solução é fortemente ácida e deve ser manipulada em sistema fechado, com materiais resistentes à corrosão e equipamentos de proteção individual.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- A concentração inicial de H2SO4 é 0,5 mol em 1,0 L, ou seja, 0,5 mol/L. Passo 2: Como a primeira ionização é considerada completa, H2SO4 libera 1 mol de H+ para cada mol de ácido, e a concentração de H+ vale 0,5 mol/L. A segunda ionização é desprezada pelo enunciado. Passo 3: Aplicando a definição de pH, pH = -log[H+] = -log(0,5) = 0,30, portanto pH ≈ 0,3. Passo 4: A alternativa D apresenta esse valor e a classificação de solução fortemente ácida. Quanto à segurança, pH inferior a 2 exige sistema fechado, materiais resistentes à corrosão e EPI, como também consta na alternativa D. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A tem pH 0,7, que corresponde a [H+] = 0,2 mol/L e não a 0,5 mol/L. B tem pH 13,7, que é um valor de solução básica, incompatível com um ácido. C tem pH 1,0, que exigiria [H+] = 0,1 mol/L, valor que não corresponde aos dados. E tem pH = 0,5, que é a própria concentração em mol/L e não o logaritmo negativo dela. Passo 6: Conclusão: o gabarito oficial D está correto, pois o pH aproximado é 0,3 e a medida de segurança exigida é a descrita nessa alternativa.
💡 Dica: Calcule o pH e considere as aplicações do ácido.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente calculou o logaritmo de uma concentração de 0,2 mol/L, talvez por erro de cálculo ou de leitura do volume ou da quantidade de ácido. Assim obteve pH ≈ 0,7 em vez de 0,3.
O aluno confundiu o ácido com uma base e calculou pOH = 0,3 e depois pH = 14 - 0,3 = 13,7, usando uma fórmula que só vale para soluções básicas. Não percebeu que o H2SO4 libera H+ e torna a solução ácida.
O aluno provavelmente arredondou ou tomou a concentração de H+ como 0,1 mol/L, o que levaria a pH = 1,0. Ignorou a quantidade de 0,5 mol/L fornecida no enunciado.
A concentração do H₂SO₄ é 0,5 mol/L. Como a primeira ionização é considerada completa, a concentração de H⁺ também é aproximadamente 0,5 mol/L. Assim, pH = −log(0,5) ≈ 0,30. Como esse valor é inferior a 2, a solução é fortemente ácida e exige as medidas de segurança indicadas no texto-base.
O aluno acreditou que o pH é igual à própria concentração molar de H+ (0,5), sem aplicar o logaritmo decimal negativo. Confundiu a escala de pH com a concentração.
Raio-X da questão
pH de soluções ácidas
avaliacao
cálculo de pH · dissociação de ácidos
Revisar o cálculo do pH e aplicações de ácidos na indústria.
Confundir a concentração de ácido com o pH, acreditando que uma solução diluída é menos ácida do que realmente é.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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