Química3ª sérieBNCC EM13CNT101Fácil⏱ medio

Uma solução aquosa 0,10 M de ácido acético (CH3COOH) tem Ka = 1,8×10^-5. Considerando ionização simples (x <<…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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

Uma solução aquosa 0,10 M de ácido acético (CH3COOH) tem Ka = 1,8×10^-5. Considerando ionização simples (x << 0,10), estime o pH da solução.

A) pH = 1,00
B) pH = 4,00
C) pH = 7,00
D) pH = 2,00
E) pH ˜ 2,87

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

Identifique o tipo de problema. O ácido acético é fraco, então apenas uma pequena parte das moléculas se ioniza. Por isso, a concentração de H+ não é igual à concentração inicial do ácido.
Monte a expressão de equilíbrio para a ionização simples: CH3COOH <-> H+ + CH3COO-. Se a concentração inicial é 0,10 M e x é a quantidade ionizada, no equilíbrio temos [H+] = x, [CH3COO-] = x e [CH3COOH] = 0,10 - x.
Escreva a constante de acidez: Ka = x^2 / (0,10 - x). Como x é muito menor que 0,10 (aproximação dada no enunciado), 0,10 - x é aproximadamente 0,10. Então Ka = x^2 / 0,10.
Isole x: x^2 = Ka x 0,10 = 1,8x10^-5 x 0,10 = 1,8x10^-6. Logo x = raiz de 1,8x10^-6, que é aproximadamente 1,34x10^-3 M.
Calcule o pH: pH = -log(x) = -log(1,34x10^-3) = 3 - log(1,34), que é aproximadamente 3 - 0,13 = 2,87.
Conclusão: o pH estimado é 2,87, correspondendo à alternativa E, que coincide com o gabarito oficial. Verificação: a suposição x << 0,10 é válida, pois x é cerca de 1,3% da concentração inicial.
Por que as outras estão erradas: A supõe que o ácido se ioniza totalmente como ácido forte, o que não ocorre com ácido fraco. B corresponderia a [H+] = 10^-4 M, valor muito menor que o obtido. C indica solução neutra, o que só ocorre sem excesso de H+ ou OH-, o que não é o caso de um ácido. D corresponderia a [H+] = 0,01 M, valor maior que o calculado.

💡 Dica: Calcule a concentração de íons H+ e aplique a fórmula do pH.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceitual

O aluno trata o ácido acético como se fosse um ácido forte, admitindo que toda a concentração 0,10 M se transforma em H+ (pH = -log 0,10 = 1,00). Ignora o valor de Ka, que indica ionização parcial.

B Erradaerro: Procedimental

O aluno chega a uma concentração de H+ da ordem de 10^-4 M, provavelmente por erro de potência de dez ao extrair a raiz quadrada de 1,8x10^-6 ou ao aplicar o logaritmo. O resultado não tem relação correta com Ka e a concentração inicial.

C Erradaerro: Senso comum

O aluno associa qualquer solução aquosa à neutralidade (pH 7), esquecendo que ácidos liberam H+ e tornam o meio ácido. Confunde a referência de pH da água pura com a de uma solução ácida.

D Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno faz uma aproximação grosseira na raiz quadrada ou no arredondamento e obtém [H+] = 0,01 M, uma ordem de grandeza acima do valor correto de cerca de 1,3x10^-3 M. Pode também ter confundido a fórmula com x = Ka/C ou x = raiz de C, sem a relação x^2 = Ka x C.

Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a constante de ionização e a concentração do ácido, levando a um cálculo incorreto do pH.

E Correta

Ka = x^2/0,10 ? x = v(1,8×10^-5·0,10)=1,34×10^-3 mol·L^-1; pH = -log[H+] = -log(1,34×10^-3) ˜ 2,87.

Raio-X da questão

Dificuldade Fácil

Bloom Aplicar

Leitura alto

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 desafio

🎯 Conceito central

pH de solução ácida

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo de pH · ionização de ácidos fracos

📚 Reveja

Revisar o cálculo do pH a partir da constante de ionização.

⚠️ Erro mais comum

O aluno pode confundir a relação entre a constante de ionização e a concentração do ácido, levando a um cálculo incorreto do pH.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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