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…

Questão

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+ + HCO3^-) = 4,3×10^-7, estime o pH da chuva em equilíbrio com CO2 usando [H+] ˜ v(Ka1·K_H·pCO2).

1. A) pH ˜ 7,0
2. B) pH ˜ 6,0
3. C) pH ˜ 4,5
4. D) pH ˜ 8,5
5. E) pH ˜ -log10(v(4,3×10^-7·3,3×10^-2·3,7×10^-4)) ˜ 5,64 (~5,6).

✅ Resposta correta: alternativa E

Resolução passo a passo

1. Identifique a relação dada no enunciado: [H+] é aproximadamente a raiz quadrada de (Ka1 x K_H x pCO2). Esse é o cálculo do equilíbrio do CO2 dissolvido na água, em que o CO2 se dissolve (lei de Henry) e depois se ioniza formando H+ e HCO3-.
2. Calcule o produto dentro da raiz. Ka1 x K_H = 4,3x10^-7 x 3,3x10^-2 = 14,19x10^-9. Multiplicando por pCO2 = 3,7x10^-4: 14,19 x 3,7 = 52,503, e os expoentes somam -9 + (-4) = -13. Logo, o produto é 52,503x10^-13, ou seja, 5,25x10^-12.
3. Tire a raiz quadrada. A raiz de 5,25x10^-12 é aproximadamente 2,29x10^-6 mol/L, que é a concentração de H+.
4. Calcule o pH, que é o negativo do logaritmo decimal de [H+]. Como log10(2,29x10^-6) = -6 + log10(2,29) = -6 + 0,36 = -5,64, o pH é 5,64, aproximadamente 5,6.
5. Compare com as alternativas. A alternativa E expressa exatamente o cálculo pedido, pH = -log10(raiz de 4,3x10^-7 x 3,3x10^-2 x 3,7x10^-4), e o valor numérico 5,64 confere com o cálculo acima. Logo, E está correta e coincide com o gabarito oficial.
6. Por que as outras estão erradas. A alternativa A (pH 7,0) corresponderia à água pura neutra, ignorando o CO2 dissolvido. A alternativa B (pH 6,0) é apenas um arredondamento grosseiro e não corresponde ao valor calculado. A alternativa C (pH 4,5) pertence à faixa de chuva ácida poluída, que não é o caso de equilíbrio apenas com CO2 atmosférico. A alternativa D (pH 8,5) indicaria meio básico, o que não faz sentido para uma solução ácida formada pelo CO2.

💡 Dica: Calcule [H+] usando a fórmula dada e, em seguida, determine o pH.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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