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Em uma atividade de conservação de um monumento de mármore, cuja principal composição é o carbonato de cálcio…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT104

Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em uma atividade de conservação de um monumento de mármore, cuja principal composição é o carbonato de cálcio (CaCO3), foram comparados dois limpadores aquosos de mesma concentração: o limpador A contém ácido clorídrico (HCl) 0,10 mol·L?¹, considerado um ácido forte; o limpador B contém ácido acético (CH3COOH) 0,10 mol·L?¹, com Ka = 1,8 × 10?5, considerado um ácido fraco. Para analisar a ação desses produtos sobre o mármore, considere a reação entre o carbonato de cálcio e os íons H?, representada por: CaCO3(s) + 2 H?(aq) ? Ca²?(aq) + CO2(g) + H2O(l). Com base nas informações do texto, determine aproximadamente o pH de cada limpador e indique qual deles tende a ser menos agressivo ao mármore, considerando que maior concentração de H? favorece a reação com o carbonato de cálcio.

A) O limpador A apresenta pH aproximadamente 1, o limpador B apresenta pH aproximadamente 5, e o limpador A tende a ser menos agressivo ao mármore.
B) O limpador A apresenta pH aproximadamente 1, o limpador B apresenta pH aproximadamente 2,87, e o limpador B tende a ser menos agressivo ao mármore.
C) O limpador A apresenta pH aproximadamente 2, o limpador B apresenta pH aproximadamente 2,87, e o limpador A tende a ser menos agressivo ao mármore.
D) O limpador A apresenta pH aproximadamente 1, o limpador B apresenta pH aproximadamente 2,87, e os dois tendem a ser igualmente agressivos ao mármore.
E) O limpador A apresenta pH aproximadamente 7, o limpador B apresenta pH aproximadamente 3, e o limpador A tende a ser menos agressivo ao mármore.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Limpador A (HCl 0,10 mol/L, ácido forte). O HCl se ioniza totalmente, então [H+] = 0,10 mol/L. Como pH = -log[H+] = -log(10^-1) = 1. Logo, pH aproximadamente 1.
Limpador B (CH3COOH 0,10 mol/L, ácido fraco, Ka = 1,8 x 10^-5). Como é ácido fraco, a ionização é parcial. Na aproximação para ácido fraco, [H+] = raiz de (Ka x C) = raiz de (1,8 x 10^-5 x 0,10) = raiz de (1,8 x 10^-6) = aproximadamente 1,34 x 10^-3 mol/L.
pH do limpador B = -log(1,34 x 10^-3) = aproximadamente 2,87.
Comparação de agressividade. A reação com o CaCO3 depende da concentração de H+. O limpador A tem [H+] = 0,10 mol/L, cerca de 75 vezes maior que a do B (1,34 x 10^-3 mol/L). Assim, o limpador A é mais agressivo ao mármore, e o limpador B é o menos agressivo.
Por que as outras estão erradas. A: atribui pH 5 ao ácido fraco, o que subestima sua acidez, e inverte a conclusão sobre agressividade. C: atribui pH 2 ao ácido forte, sem aplicar o logaritmo, e também inverte a conclusão. D: os pHs estão corretos, mas afirma que os dois são igualmente agressivos, desconsiderando que a [H+] é diferente. E: atribui pH 7 (neutro) ao ácido forte, o que é incompatível com um ácido forte a 0,10 mol/L.
Gabarito oficial B confirmado pela resolução.

💡 Dica: Calcule o pH de cada solução e compare a agressividade.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

Atribui pH 5 ao ácido acético, como se ele quase não se ionizasse, e conclui que o ácido forte é menos agressivo. Assim, inverte a relação entre [H+] e agressividade.

B Correta

Como o HCl é um ácido forte, sua concentração de H⁺ é aproximadamente 0,10 mol·L⁻¹, portanto pH = −log(0,10) = 1. Para o ácido acético, considerando sua ionização parcial, [H⁺] ≈ √(Ka·C) = √(1,8 × 10⁻⁵ × 0,10) ≈ 1,34 × 10⁻³ mol·L⁻¹, resultando em pH ≈ 2,87. Como o limpador B fornece menor concentração de H⁺, tende a reagir menos intensamente com o CaCO3 e, nas condições apresentadas, é menos agressivo ao mármore.

C Erradaerro: Procedimental

Calcula o pH do ácido forte como 2 por confundir a concentração 0,10 mol/L com o próprio pH, sem aplicar o logaritmo. Também conclui que o ácido forte é menos agressivo, invertendo a relação com a [H+].

D Erradaerro: Conceitual

Calcula corretamente os pHs, mas supõe que ácidos com a mesma concentração analítica causam o mesmo efeito, ignorando que o ácido forte libera muito mais H+.

E Erradaerro: Conceitual

Considera o ácido forte com pH 7, como se fosse neutro, e o ácido fraco com pH 3. Ao confundir força ácida com pH, conclui erradamente que o HCl é o menos agressivo.

Raio-X da questão

Dificuldade Média

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

pH de soluções ácidas

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de pH · dissociação de ácidos

📚 Reveja

Revisar cálculo de pH e propriedades de ácidos.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a força do ácido e o pH, acreditando que ambos os limpadores têm o mesmo efeito corrosivo ao mármore.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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