Em uma aula prática sobre o controle da acidez de efluentes, uma equipe analisou a mistura de uma solução de…
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 uma aula prática sobre o controle da acidez de efluentes, uma equipe analisou a mistura de uma solução de ácido acético, CH3COOH, com uma solução de hidróxido de sódio, NaOH. Foram utilizados 100 mL de CH3COOH 0,50 mol·L?¹ e 100 mL de NaOH 0,25 mol·L?¹. Considere que os volumes são aditivos, que a reação de neutralização ocorre completamente e que Ka do CH3COOH é 1,8 × 10?5. Com base nas informações do experimento, qual é aproximadamente o pH da mistura após a neutralização e o estabelecimento do equilíbrio ácido-base?
- A) pH ≈ 8,72
- B) pH ≈ 0,90
- C) pH ≈ 2,82
- D) pH ≈ 4,74
- E) pH ≈ 7,00
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade de matéria inicial de cada reagente. CH3COOH: 0,50 mol/L x 0,100 L = 0,050 mol. NaOH: 0,25 mol/L x 0,100 L = 0,025 mol. Passo 2: Na neutralização, o NaOH (reagente limitante) reage integralmente com o ácido na proporção 1:1, formando 0,025 mol de acetato de sódio (CH3COO^- Na^+). Restam 0,050 - 0,025 = 0,025 mol de CH3COOH sem reagir. Passo 3: Como os volumes são aditivos, o volume final é 0,200 L. Logo, [CH3COOH] = 0,025/0,200 = 0,125 mol/L e [CH3COO^-] = 0,025/0,200 = 0,125 mol/L. Passo 4: A mistura formada por ácido fraco e seu sal conjugado em concentrações iguais é uma solução tampão. Pela equação de Henderson-Hasselbalch, pH = pKa + log([A^-]/[HA]). Passo 5: pKa = -log(1,8 x 10^-5) ≈ 4,74. Como [A^-]/[HA] = 1, o log é zero e pH ≈ 4,74. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A (8,72) supõe um meio básico, o que ocorreria só com excesso de base ou hidrólise do acetato sem a presença do ácido restante; B (0,90) trata o ácido acético como se fosse forte, o que não é correto para um ácido de Ka = 1,8 x 10^-5; C (2,82) calcula o equilíbrio do ácido restante ignorando o acetato presente, que desloca o equilíbrio pelo efeito do íon comum; E (7,00) assume que ácido e base sempre se anulam para dar neutralidade, esquecendo que sobrou ácido fraco. Portanto, a alternativa correta é a D, pH ≈ 4,74, concordando com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a quantidade de ácido e base antes de determinar o pH.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente tratou o acetato como base dominante e calculou apenas a hidrólise básica do sal, desconsiderando o ácido acético que sobrou na mistura e as concentrações corretas.
O aluno considerou o ácido acético remanescente como ácido forte, tomando [H^+] igual à concentração do ácido (0,125 mol/L) e ignorando o valor de Ka.
Por que engana: Confundir a neutralização e calcular o pH apenas com a concentração inicial dos ácidos e bases, sem considerar a reação entre eles.
O aluno calculou o pH apenas pelo equilíbrio do ácido fraco restante (raiz de Ka x concentração), esquecendo que o acetato formado na neutralização produz efeito do íon comum e forma uma solução tampão.
A quantidade inicial de CH3COOH é 0,100 × 0,50 = 0,050 mol, enquanto a quantidade de NaOH é 0,100 × 0,25 = 0,025 mol. A reação CH3COOH + OH⁻ → CH3COO⁻ + H2O consome 0,025 mol de CH3COOH e forma 0,025 mol de CH3COO⁻. Assim, após a reação, permanecem quantidades iguais de CH3COOH e CH3COO⁻. Pela equação de Henderson–Hasselbalch, pH = pKa + log([CH3COO⁻]/[CH3COOH]). Como a razão entre as concentrações é 1, pH = pKa = −log(1,8 × 10⁻⁵) ≈ 4,74.
O aluno assumiu que, por ter ocorrido neutralização, a solução ficou neutra, sem perceber que restou ácido acético em excesso após a reação com a base limitante.
Raio-X da questão
pH de soluções ácidas e básicas
avaliacao
cálculo de pH · reações ácido-base
Revisar o cálculo do pH em soluções de ácidos fracos e bases fortes.
Confundir a neutralização e calcular o pH apenas com a concentração inicial dos ácidos e bases, sem considerar a reação entre eles.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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