Calcule o pH de uma solução aquosa de ácido acético 0,0100 M. Equilíbrio: HAc ? H+ + Ac-. Ka = 1,8·10^-5.
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Calcule o pH de uma solução aquosa de ácido acético 0,0100 M. Equilíbrio: HAc ? H+ + Ac-. Ka = 1,8·10^-5.
- A) pH = 7,00
- B) pH = 5,00
- C) pH = 4,00
- D) pH ˜ 3,37
- E) pH = 2,00
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o tipo de equilíbrio. O ácido acético (HAc) é um ácido fraco, pois Ka = 1,8·10^-5 é pequeno. Logo, ele se ioniza só parcialmente, e a concentração de H+ é muito menor que 0,0100 M.
- Monte a expressão de Ka. Ka = [H+][Ac-]/[HAc]. Como HAc ? H+ + Ac-, no início temos [HAc] = 0,0100 M e, no equilíbrio, [H+] = [Ac-] = x e [HAc] = 0,0100 - x.
- Aplique a aproximação de ácido fraco. Como x é muito pequeno perto de 0,0100, vale 0,0100 - x ≈ 0,0100. Então 1,8·10^-5 = x^2/0,0100, o que dá x^2 = 1,8·10^-7.
- Calcule x. x = raiz de 1,8·10^-7 ≈ 4,24·10^-4 M. Essa é a concentração de H+.
- Calcule o pH. pH = -log(4,24·10^-4) = 4 - log(4,24) ≈ 4 - 0,627 ≈ 3,37.
- Verifique a aproximação. x/0,0100 ≈ 4,2%, abaixo de 5%, então a aproximação é válida e o resultado é confiável.
- Compare com as alternativas. A alternativa D (pH ≈ 3,37) é a única compatível com o cálculo. Concordo com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A (pH 7,00) é neutro e só caberia a uma solução que não é ácida. B (pH 5,00) não resulta de nenhum cálculo correto com essa concentração. C (pH 4,00) é menor que 3,37 e não corresponde a [H+] correta. E (pH 2,00) corresponderia a um ácido forte de mesma concentração, o que não é o caso do ácido acético.
💡 Dica: Utilize a expressão do Ka para calcular o pH.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que a solução fica neutra, como se o ácido acético fosse um ácido praticamente sem efeito ou como se a água pura fosse o único contribuinte para o pH.
O aluno usa pH = -log(Ka) e arredonda Ka para 10^-5, ignorando a concentração inicial do ácido, que é indispensável no cálculo.
O aluno faz a conta de x^2 = Ka·C de forma incorreta ou com arredondamento excessivo, chegando a [H+] próxima de 10^-4 M, e por isso obtém pH 4.
Por que engana: Confundir a relação entre a concentração de íons H+ e o pH, calculando incorretamente o valor do pH.
Para ácido fraco, [H+]˜v(Ka·C)=v(1,8·10^-5·0,0100)=4,24·10^-4 M ? pH = -log[H+] ˜ 3,37.
O aluno trata o ácido acético como ácido forte, supondo que toda a concentração 0,0100 M se ioniza e que [H+] = 0,0100 M, o que daria pH 2.
Raio-X da questão
cálculo de pH
avaliacao
cálculo de pH · equilíbrio químico
Revisar o conceito de constante de ionização e cálculo de pH.
Confundir a relação entre a concentração de íons H+ e o pH, calculando incorretamente o valor do pH.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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