Um efluente contém 0,020 mol·L?¹ de ácido acrílico (CH2=CHCOOH). Equilíbrio: CH2=CHCOOH ? CH2=CHCOO? + H?…
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
Um efluente contém 0,020 mol·L?¹ de ácido acrílico (CH2=CHCOOH). Equilíbrio: CH2=CHCOOH ? CH2=CHCOO? + H?. Dado Ka = 1,4×10?4, calcule o pH e a porcentagem de dissociação do ácido acrílico.
- A) pH ˜ 2,78; dissociação ˜ 8,4%.
- B) pH 2,00; dissociação 50%
- C) pH 3,50; dissociação 12%
- D) pH 5,00; dissociação 5%
- E) pH 4,00; dissociação 25%
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Identificar o problema. O ácido acrílico é um ácido fraco monoprótico com concentração inicial C = 0,020 mol/L e Ka = 1,4×10^-4. Seja x a concentração de H+ (e de CH2=CHCOO-) formada no equilíbrio. Passo 2: Montar a expressão do equilíbrio. Ka = x^2/(C - x). Como Ka é pequeno comparado a C (C/Ka ≈ 143, maior que 100), é válida a aproximação C - x ≈ C, o que dá x^2 ≈ Ka×C = 1,4×10^-4 × 0,020 = 2,8×10^-6. Passo 3: Calcular x. x = raiz de 2,8×10^-6 ≈ 1,67×10^-3 mol/L. Passo 4: Calcular o pH. pH = -log(1,67×10^-3) ≈ 2,78. Passo 5: Calcular a porcentagem de dissociação. % = (x / C) × 100 = (1,67×10^-3 / 0,020) × 100 ≈ 8,4%. Passo 6: Conferir sem aproximação. Resolvendo a equação do segundo grau x^2 + Ka·x - Ka·C = 0, obtém-se x ≈ 1,60×10^-3, pH ≈ 2,79 e dissociação ≈ 8,0%. Os valores são muito próximos, e a alternativa A é a que corresponde ao método simplificado usual do livro-texto. Passo 7: Conclusão. A alternativa correta é a A, que coincide com o gabarito oficial. Por que as demais estão erradas: B (pH 2,00 e 50%) supõe dissociação de metade do ácido, o que um ácido fraco com Ka tão pequeno não permite; C (pH 3,50 e 12%) subestima a concentração de H+ e não reproduz o cálculo com o Ka dado; D (pH 5,00 e 5%) representa um ácido quase neutro, incompatível com um ácido de Ka da ordem de 10^-4; E (pH 4,00 e 25%) corresponde a [H+] = 10^-4, valor que coincide com o próprio Ka, indicando que se esqueceu de extrair a raiz quadrada.
💡 Dica: Utilize a expressão do Ka para calcular o pH e a porcentagem de dissociação.
Alternativa por alternativa
Assumindo x=[H+]˜v(Ka·C)=v(1,4e-4·0,02)=1,67e-3 M ? pH=-log(1,67e-3)=2,78. % dissociação = (1,67e-3/0,02)×100 ˜ 8,4%.
Supõe que metade do ácido se dissocia, chutando a porcentagem sem usar o Ka. Com isso o pH resulta em 2,00, que corresponde a [H+] = 0,010 mol/L.
Erra o cálculo da raiz ou do logaritmo, obtendo [H+] ≈ 3,2×10^-4 e, por consequência, uma dissociação de cerca de 12%, subestimada em relação ao valor correto.
Por que engana: Confundir a relação entre a constante de dissociação e a concentração do ácido, resultando em um pH incorreto.
Acredita que um ácido orgânico fraco quase não se dissocia e que o pH da solução fica próximo da neutralidade, pela intuição de que ácidos 'fracos' são pouco ácidos no sentido de quase neutros.
Toma diretamente [H+] = Ka = 1,4×10^-4, esquecendo a raiz quadrada da relação x^2 = Ka×C. Daí o pH de 4 e a dissociação de 25% (0,005/0,020) não são compatíveis com o equilíbrio.
Raio-X da questão
dissociação de ácidos
avaliacao
cálculo de pH · dissociação de ácidos
Revisar o cálculo de pH e porcentagem de dissociação de ácidos fracos.
Confundir a relação entre a constante de dissociação e a concentração do ácido, resultando em um pH incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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