Tabela: em sistemas de abastecimento, mediu-se [Ca²?]: pH 6 ? 1,0×10?4 M; pH 8 ? 2,0×10?³ M. Dado CaCO3(s) ?…
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
Tabela: em sistemas de abastecimento, mediu-se [Ca²?]: pH 6 ? 1,0×10?4 M; pH 8 ? 2,0×10?³ M. Dado CaCO3(s) ? Ca²? + CO3²?, analise qual pH favorece incrustação (formação de escala) e por quê.
- A) Nenhum, pois CaCO3 é insolúvel em toda faixa de pH relevante.
- B) Ambos igualmente, porque [Ca²?] depende só de dureza inicial da água.
- C) pH 6, devido à formação de Ca(HCO3)2 sólido.
- D) pH 8, pois menor [H?] favorece CO3²? e precipitação de CaCO3.
- E) pH 6, porque H? desloca CO3²? para HCO3?, aumentando precipitação.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- A incrustação ocorre quando o produto das concentrações Ca2+ e CO3 2- supera o produto de solubilidade do CaCO3, e o sólido precipita. Assim, o pH que favorece a escala é aquele em que a concentração desses dois íons é maior. Passo 2: Na tabela, em pH 6 a [Ca2+] é 1,0x10^-4 M e em pH 8 é 2,0x10^-3 M, portanto o cálcio está em concentração 20 vezes maior em pH 8. Passo 3: O equilíbrio dos carbonatos é H2CO3 ⇌ HCO3- + H+ e HCO3- ⇌ CO3 2- + H+. Em pH mais alto, a [H+] é menor, e esses equilíbrios se deslocam para a direita, aumentando a [CO3 2-]. Passo 4: Com mais Ca2+ e mais CO3 2- em pH 8, o produto iônico se aproxima ou ultrapassa o Kps e o CaCO3(s) precipita, formando escala. Passo 5: Por que as outras estão erradas. A: o CaCO3 é pouco solúvel, mas a precipitação depende das concentrações iônicas e do pH, então a afirmação de que não há efeito em toda a faixa é falsa. B: a [Ca2+] varia com o pH na tabela, e o CO3 2- também depende do pH, então não são iguais nem dependem só da dureza inicial. C: Ca(HCO3)2 é solúvel em água e não forma sólido, além de o pH 6 ter menos CO3 2- disponível. E: H+ desloca CO3 2- para HCO3-, o que reduz a [CO3 2-] e dificulta a precipitação, ou seja, o efeito é o oposto do afirmado.
💡 Dica: Analise a relação entre pH e solubilidade do CaCO3.
Alternativa por alternativa
O aluno acredita que, por ser pouco solúvel, o CaCO3 nunca precipita ou não forma escala, ignorando que a precipitação depende das concentrações dos íons e do pH.
O aluno supõe que a concentração de Ca2+ depende apenas da dureza inicial da água e ignora que o CO3 2- varia com o pH, além de não perceber que a tabela mostra valores diferentes nos dois pHs.
O aluno confunde o bicarbonato de cálcio com um sólido que precipita e não percebe que o Ca(HCO3)2 é solúvel; além disso, não considera que em pH 6 há menos CO3 2- disponível.
Por que engana: Confundir a relação entre pH e a solubilidade do carbonato de cálcio, acreditando que pH mais baixo favorece a precipitação.
Menos H? desloca equilíbrio para CO3²?, aumentando chance de supersaturação e formação de CaCO3(s), conforme dados.
O aluno pensa que o H+ aumenta a precipitação de carbonato, quando na verdade o H+ consome CO3 2- ao formar HCO3-, reduzindo a concentração do íon que precipita com o Ca2+.
Raio-X da questão
solubilidade do carbonato de cálcio
diagnostico
solubilidade de sais · equilíbrio químico
Revisar a relação entre pH e a solubilidade de sais em água.
Confundir a relação entre pH e a solubilidade do carbonato de cálcio, acreditando que pH mais baixo favorece a precipitação.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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