Em água a pH 8,50, qual a fração percentual do nitrogênio total presente como NH3 (amônia não protonada)…
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
Em água a pH 8,50, qual a fração percentual do nitrogênio total presente como NH3 (amônia não protonada) sabendo pKa(NH4+/NH3) = 9,25? Apresente o valor com uma casa decimal.
- A) Fração percentual é 75,0% do nitrogênio como NH3.
- B) ˜15,1% do nitrogênio total aparece como NH3 (não protonado) a pH 8,50.
- C) 60% do nitrogênio total é como NH4+, não NH3.
- D) Fração percentual é 50% do nitrogênio como NH3 em pH 8,50.
- E) A fração percentual é 5,5%, minúscula para NH3.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identifique o equilíbrio: NH4+ ⇌ NH3 + H+, com pKa = 9,25. Passo 2: Use a equação de Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([NH3]/[NH4+]). Passo 3: Isole a razão: log([NH3]/[NH4+]) = pH - pKa = 8,50 - 9,25 = -0,75, logo [NH3]/[NH4+] = 10^(-0,75) = 0,178. Passo 4: Como o nitrogênio total é NH3 + NH4+, a fração de NH3 é x = r/(1 + r) = 0,178/1,178 = 0,151, ou seja, 15,1%. Passo 5: Conferência: a fração de NH4+ é 84,9%, e a soma dá 100%. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A) 75,0% confunde a diferença de pKa e pH (0,75) com a porcentagem, sem converter pelo logaritmo; C) a ideia de que NH4+ predomina em pH abaixo do pKa está correta, mas o valor de 60% não corresponde ao cálculo, que dá 84,9%; D) 50% só ocorreria se pH fosse igual ao pKa, e aqui pH 8,50 está abaixo de 9,25; E) 5,5% resulta de um expoente errado na conversão logarítmica, pois a razão correta é 10^(-0,75), não 10^(-1,25). Passo 7: O gabarito oficial B está correto e coincide com a resolução independente.
💡 Dica: Utilize a equação de Henderson-Hasselbalch para resolver.
Alternativa por alternativa
O aluno tomou a diferença pKa - pH (0,75) como se fosse diretamente a porcentagem de NH3, sem transformar a razão logarítmica em fração.
Por que engana: Confundir a relação entre NH3 e NH4+ ao calcular a fração percentual, levando a um valor incorreto.
Razão [NH3]/[NH4+] = 10^(pH-pKa)=10^(8,50-9,25)=10^(-0,75)=0,1778 ? fração NH3 = 0,1778/(1+0,1778)=0,151 ? 15,1%.
O aluno percebeu corretamente que o NH4+ predomina em pH 8,50, mas calculou ou memorizou mal o valor, atribuindo 60% quando a fração correta é 84,9%.
O aluno assumiu que as duas formas estariam em partes iguais, como se pH fosse igual ao pKa ou como se a fração fosse sempre a metade do total, ignorando a diferença entre pH e pKa.
O aluno errou o expoente ao converter a diferença de pH e pKa em razão, usando um valor como 1,25 ou 1 em vez de -0,75, o que dá uma fração muito pequena.
Raio-X da questão
equilíbrio ácido-base
avaliacao
equilíbrio ácido-base · cálculo de pH
Revisar a relação entre pH, pKa e a fração de espécies em solução.
Confundir a relação entre NH3 e NH4+ ao calcular a fração percentual, levando a um valor incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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