Calcule o pH aproximado da água pura em equilíbrio com CO2 a 400 ppm (pCO2 = 4.0×10^-4 atm). Use kH =…

Questão

Calcule o pH aproximado da água pura em equilíbrio com CO2 a 400 ppm (pCO2 = 4.0×10^-4 atm). Use kH = 3.3×10^-2 mol·L^-1·atm^-1 e Ka1(H2CO3) = 4.3×10^-7. Considere apenas a primeira dissociação.

1. A) pH ˜ 7,00.
2. B) pH ˜ 4,00.
3. C) pH ˜ 3,50.
4. D) pH ˜ 5,62 (aproximadamente 5,6).
5. E) pH ˜ 9,00.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Calcule a concentração de CO2 dissolvido usando a lei de Henry: [CO2(aq)] = kH × pCO2 = 3,3×10^-2 × 4,0×10^-4 = 1,32×10^-5 mol/L. Considera-se que quase todo o CO2 dissolvido está na forma de H2CO3, como a questão sugere ao tratar apenas a primeira dissociação.
2. Escreva o equilíbrio de primeira dissociação: H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-. Como cada molécula dissociada produz um H+ e um HCO3-, tem-se [H+] = [HCO3-] = x, e a concentração remanescente de H2CO3 é aproximadamente 1,32×10^-5 mol/L, pois x é muito menor que essa concentração.
3. Aplique a expressão da constante: Ka1 = x^2 / 1,32×10^-5. Logo x^2 = 4,3×10^-7 × 1,32×10^-5 = 5,68×10^-12, e x = raiz de 5,68×10^-12 ≈ 2,38×10^-6 mol/L.
4. Calcule o pH: pH = -log(2,38×10^-6) = 6 - log(2,38) ≈ 6 - 0,38 = 5,62. Portanto a resposta correta é a alternativa D, em acordo com o gabarito oficial.
5. Comentário sobre as outras alternativas. A) pH 7,00 ignora que o CO2 dissolvido forma ácido carbônico, que torna a água levemente ácida. B) pH 4,00 é uma acidez excessiva para uma concentração tão baixa de CO2 dissolvido. C) pH 3,50 também supõe uma concentração de H+ muito maior que a obtida no cálculo. E) pH 9,00 indicaria meio básico, o que é incompatível com a dissolução de um gas ácido.

💡 Dica: Utilize a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular o pH.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

Questões parecidas com resolução

• Considerando pCO2 = 3,7×10^-4 atm (˜400 ppm), constante de Henry K_H = 3,3×10^-2 mol·L^-1·atm^-1 e Ka1 (H2CO3 ? H+ +…
• Usando Henry: [CO2(aq)]=kH·pCO2 com kH=0,034 mol·L?1·atm?1 e Ka1(H2CO3)=4,3×10?7, estime o pH da água de superfície…
• A reação de dissolução do CO2 em água e sua primeira dissociação são: CO2(aq)+H2O ? H2CO3 ? H+ + HCO3-. Suponha…
• Considere a reação CO2 + H2O ? H+ + HCO3- (Ka1 = 4,3×10^-7). Se a concentração total de carbono inorgânico dissolvido CT…
• Em água marinha simplificada assume-se [CO2(aq)] = 1,0×10?³ M que se comporta como ácido H2CO3 com Ka1 = 4,3×10?7…
• — Depois da chuva, o riacho parece refrigerante, cheio de bolhas! — comentou uma moradora de uma comunidade rural, ao…

Todas as questões de Efeito estufa e mudanças climáticas