Indústria tem 1,00 L de solução 0,100 M CH3COOH (Ka = 1,8×10-5). Para neutralizar e elevar pH efetivamente a…

Questão

Indústria tem 1,00 L de solução 0,100 M CH3COOH (Ka = 1,8×10-5). Para neutralizar e elevar pH efetivamente a ˜7, qual volume de NaOH 0,100 M é necessário? Considere reação: CH3COOH + OH- ? CH3COO- + H2O.

1. A) 2,00 L de NaOH 0,100 M para garantir excesso seguro.
2. B) 1,00 L de NaOH 0,100 M.
3. C) 0,50 L de NaOH 0,100 M, porque dissociação parcial do ácido reduz necessidade.
4. D) Nenhum; ajustar pH com CO2 gasoso é suficiente.
5. E) 0,10 L de NaOH 0,100 M.

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

1. Calcular a quantidade de matéria do ácido. n(CH3COOH) = M x V = 0,100 mol/L x 1,00 L = 0,100 mol.
2. Como a reação é 1:1 (CH3COOH + OH- produz CH3COO- + H2O), a neutralização completa exige 0,100 mol de OH-. Com NaOH 0,100 M, o volume necessário é V = n/M = 0,100 mol / 0,100 mol/L = 1,00 L. Portanto, a alternativa B corresponde à neutralização estequiométrica.
3. Verificar o pH no ponto de equivalência. Todo o ácido vira acetato (0,050 mol/L em 2,00 L). O acetato é base fraca: Kb = Kw/Ka = 1,0x10^-14 / 1,8x10^-5, aproximadamente 5,6x10^-10. Assim, [OH-] = raiz de (Kb x [A-]) = raiz de (5,6x10^-10 x 0,050), aproximadamente 5,3x10^-6, pOH de cerca de 5,3 e pH de cerca de 8,7. Ou seja, no equivalente o pH fica acima de 7, e o pH 7 é atingido um pouco antes, com quase todo o ácido já neutralizado.
4. Como o tampão acetato/ácido acético exige [A-]/[HA] de aproximadamente 178 para pH 7, faltam apenas cerca de 0,6% do ácido, o que corresponde a volume de base de aproximadamente 0,99 L. Na prática, 1,00 L é o valor correto para elevar o pH a aproximadamente 7 (o gabarito está correto, com a ressalva de que o pH exato no equivalente é cerca de 8,7).
5. Analisar as alternativas erradas. A) 2,00 L excede o necessário, pois dobra a quantidade de base e leva o pH para bem acima de 9. C) 0,50 L neutraliza apenas metade do ácido, levando o pH a cerca de 4,7 (pKa), e a dissociação parcial não reduz a necessidade estequiométrica. D) O CO2 não é a resposta pedida, pois a questão pergunta o volume de NaOH, e o CO2 acidifica em vez de elevar o pH. E) 0,10 L fornece apenas 0,010 mol de OH-, por confundir volume com quantidade de matéria e ignorar o volume de 1,00 L do ácido.

💡 Dica: Calcule a quantidade de moles de CH3COOH e use a estequiometria da reação.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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