Em 1,00 L de solução tampão contendo [CH3COOH] = 0,100 M e [CH3COO-] = 0,100 M adicionam-se 0,0100 mol de HCl…
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 1,00 L de solução tampão contendo [CH3COOH] = 0,100 M e [CH3COO-] = 0,100 M adicionam-se 0,0100 mol de HCl. Calcule o pH final. (pKa do ácido acético = 4,74).
- A) pH ˜ 6,00.
- B) pH ˜ 3,50.
- C) pH ˜ 4,74.
- D) pH ˜ 4,65.
- E) pH ˜ 5,00.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o sistema. Trata-se de um tampão ácido acético/acetato, com [CH3COOH] = 0,100 M e [CH3COO-] = 0,100 M em 1,00 L, ou seja, 0,100 mol de cada espécie. O pKa é 4,74.
- Verifique o efeito do HCl. O HCl é um ácido forte que adiciona 0,0100 mol de H+. Esses H+ reagem com o acetato (base conjugada) e o convertem em ácido acético: CH3COO- + H+ -> CH3COOH. Como o volume é 1,00 L, a reação consome 0,0100 mol de acetato e forma 0,0100 mol de ácido acético.
- Calcule as quantidades finais. Acetato: 0,100 - 0,010 = 0,090 mol. Ácido acético: 0,100 + 0,010 = 0,110 mol.
- Aplique Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([sal]/[ácido]) = 4,74 + log(0,090/0,110) = 4,74 + log(0,818) = 4,74 - 0,087 = 4,65.
- Compare com o gabarito. O resultado 4,65 corresponde à alternativa D, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas. A) pH 6,00 é um valor acima do pKa, o que exigiria adição de base, não de ácido. B) pH 3,50 é ácido demais para um tampão com a razão de 0,09/0,11 e a adição de 0,01 mol de H+. C) pH 4,74 é o pKa, valor que só ocorre quando as concentrações são iguais, o que não é o caso após a adição de HCl. E) pH 5,00 está acima do pKa, o que é incompatível com a adição de um ácido.
💡 Dica: Use a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular o pH.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente acredita que a adição de um ácido aumenta o pH, ou inverte o sentido da reação do tampão, como se o HCl fosse neutralizado por um excesso de base.
O aluno provavelmente trata o H+ adicionado como se ele não fosse tamponado e reduz o pH de forma excessiva, sem recalcular corretamente as quantidades de ácido e sal antes da razão logarítmica.
O aluno provavelmente assume que o pH de um tampão é sempre igual ao pKa, esquecendo que a adição de HCl altera a razão entre sal e ácido.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a concentração do ácido e a base na solução tampão, levando a um cálculo incorreto do pH.
HCl consome 0,0100 mol de A-, resultando [A-]=0,0900 M e [HA]=0,110 M. pH = pKa + log([A-]/[HA]) = 4,74 + log(0,090/0,110) ˜ 4,65.
O aluno provavelmente inverte a estequiometria da reação, tratando o HCl como se convertesse o ácido acético em acetato, o que desloca a razão do tampão para o lado básico.
Raio-X da questão
solução tampão e pH
avaliacao
cálculo de pH em soluções · soluções ácidas e básicas
Revisar a equação de Henderson-Hasselbalch e o conceito de soluções tampão.
O aluno pode confundir a relação entre a concentração do ácido e a base na solução tampão, levando a um cálculo incorreto do pH.
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pensamento_critico
cientifico
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