Em um ambiente aquático, a toxicidade do nitrogênio depende da fração não ionizada NH3. Dado pKa de NH4+ =…
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 um ambiente aquático, a toxicidade do nitrogênio depende da fração não ionizada NH3. Dado pKa de NH4+ = 9,25, calcule a porcentagem aproximada do nitrogênio total que está como NH3 em pH 8,0.
- A) A fração de NH3 é diretamente proporcional ao pH.
- B) O pKa do NH4+ é 7,25, o que altera os cálculos.
- C) Em pH 8,0, 100% do nitrogênio está na forma NH3.
- D) A porcentagem de NH3 em pH 8,0 é 50%.
- E) ˜5,3% do nitrogênio total encontra-se como NH3 (forma não ionizada).
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- O equilíbrio é NH4+ ⇌ NH3 + H+. Pela equação de Henderson-Hasselbalch, a fração não ionizada é NH3/(NH3+NH4+) = 1/(1+10^(pKa-pH)). Passo 2: Com pKa = 9,25 e pH = 8,0, a diferença pKa - pH = 1,25. Passo 3: Calcula-se 10^1,25, que é aproximadamente 17,8. Passo 4: A fração = 1/(1+17,8) = 1/18,8, aproximadamente 0,053, ou seja, cerca de 5,3% do nitrogênio total está como NH3. Esse resultado confirma a alternativa E, que coincide com o gabarito oficial. Passo 5: Por que as outras estão erradas: A) a fração de NH3 cresce com o pH, mas de forma logarítmica/sigmoide, não diretamente proporcional. B) O pKa informado é 9,25; o valor 7,25 não aparece no enunciado. C) Em pH 8,0, abaixo do pKa 9,25, predomina a forma ionizada NH4+, não a NH3. D) 50% ocorreria apenas se o pH fosse igual ao pKa (9,25), não em pH 8,0.
💡 Dica: Utilize a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular a porcentagem.
Alternativa por alternativa
Supõe que a proporção de NH3 cresce linearmente com o pH, como se fosse uma relação de proporcionalidade direta. Na verdade, a relação é exponencial e segue a equação de Henderson-Hasselbalch.
Altera o valor de pKa dado no enunciado (9,25) por um cálculo ou leitura errada, provavelmente subtraindo 2 do valor do pKa. O dado correto é 9,25.
Acredita que, em pH 8,0, todo o nitrogênio está como NH3, confundindo a forma predominante. Como o pH está abaixo do pKa (9,25), a forma ionizada NH4+ é a dominante.
Assume que, em qualquer pH próximo ao pKa, as duas formas ficam em partes iguais, e aplica esse 50% ao pH 8,0. A igualdade de 50% vale apenas quando pH = pKa, o que não é o caso aqui.
Por que engana: Confundir o valor do pKa e aplicar incorretamente na fórmula de Henderson-Hasselbalch, levando a um resultado errado na porcentagem de NH3.
Pela equação de Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([NH3]/[NH4+]) ? [NH3]/[NH4+]=10^(pH-pKa)=10^(-1,25)=0,0532. Fração NH3 = 0,0532/(1+0,0532) ˜0,053 ˜5,3%.
Raio-X da questão
toxicidade do nitrogênio
avaliacao
cálculo de pH e pKa · equilíbrio ácido-base
Revisar a relação entre pH, pKa e a fração ionizada de compostos.
Confundir o valor do pKa e aplicar incorretamente na fórmula de Henderson-Hasselbalch, levando a um resultado errado na porcentagem de NH3.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
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