Em uma lagoa, concentra-se NH3(aq) 0,010 M. Considere a reação NH3 + H2O ? NH4+ + OH- com Kb = 1,8×10?5…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma lagoa, concentra-se NH3(aq) 0,010 M. Considere a reação NH3 + H2O ? NH4+ + OH- com Kb = 1,8×10?5. Calcule o pH da solução e comente rapidamente o risco desse pH para organismos aquáticos.
- A) pH ˜ 11,00; seguro para ambientes aquáticos.
- B) pH ˜ 10,63; pH elevado pode aumentar fração de NH3 livre, tóxica para peixes.
- C) pH ˜ 10,00; não afeta a vida aquática.
- D) pH ˜ 8,00; risco aceitável para organismos.
- E) pH ˜ 7,00; seguro para peixes.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identificar o tipo de espécie. NH3 é uma base fraca, pois o enunciado dá Kb = 1,8×10^-5 e não um grau de dissociação. Por isso, o pH não pode ser obtido diretamente da concentração inicial de NH3.
- Montar a expressão de equilíbrio. Kb = [NH4+][OH-]/[NH3]. Como cada mol de NH3 que reage produz 1 mol de NH4+ e 1 mol de OH-, temos [NH4+] = [OH-] = x, e [NH3] = 0,010 - x. Como Kb é pequeno, podemos aproximar 0,010 - x por 0,010.
- Resolver para x. x^2 = Kb × 0,010 = 1,8×10^-7. Logo x = raiz de 1,8×10^-7 ≈ 4,24×10^-4 M, que é a concentração de OH-.
- Calcular o pOH. pOH = -log(4,24×10^-4) ≈ 3,37.
- Calcular o pH. pH = 14 - 3,37 ≈ 10,63. Essa é a alternativa B, que coincide com o gabarito oficial.
- Comentar o risco ambiental. Um pH elevado desloca o equilíbrio NH4+ / NH3 para a forma NH3 livre, que é tóxica para peixes e outros organismos aquáticos, mesmo que a concentração total de nitrogênio amoniacal seja baixa.
- Descartar as demais. A alternativa A está errada porque supõe dissociação completa, como em base forte. A alternativa C subestima o pH por erro de cálculo. A alternativa D e a alternativa E indicam pH próximo da neutralidade, o que não condiz com uma base fraca em solução.
💡 Dica: Calcule o pH utilizando a constante de dissociação e analise o impacto ambiental.
Alternativa por alternativa
Trata a amônia como base forte, supondo que [OH-] = 0,010 M e que todo o NH3 se dissocia, o que leva a pOH = 2 e pH = 12, ou a um valor próximo de 11 após uma aproximação indevida. Também aceita que pH alto seria seguro para a vida aquática.
Usando aproximação: [OH-]˜v(Kb·C)=v(1,8×10?7)=4,24×10?4 M; pOH=3,37 ? pH=14-3,37=10,63. NH3 não ionizada é citotóxica.
Erra o cálculo da concentração de OH- ao confundir a raiz quadrada com uma simples divisão ou arredondamento, chegando a [OH-] = 10^-4 M. Além disso, supõe que o pH elevado não tem efeito sobre os organismos aquáticos.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre pH e a toxicidade do NH3, subestimando o impacto de um pH elevado na vida aquática.
Acredita que, por ser uma base fraca, a amônia praticamente não altera o pH, que ficaria perto da neutralidade ampliada. Também considera que pH 8 representa risco aceitável, ignorando a toxicidade da forma NH3 livre.
Assume que a solução de amônia é neutra, como a água pura, e ignora que NH3 é uma base que consome H+ e libera OH-. Também acredita que pH 7 é automaticamente seguro para peixes.
Raio-X da questão
pH de soluções aquosas
avaliacao
cálculo de pH · equilíbrio químico
Revisar o cálculo do pH e os efeitos de substâncias químicas em ambientes aquáticos.
O aluno pode confundir a relação entre pH e a toxicidade do NH3, subestimando o impacto de um pH elevado na vida aquática.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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