Em uma atividade de laboratório sobre o controle da acidez de efluentes, uma estudante mistura 50,0 mL de uma…

Questão

Em uma atividade de laboratório sobre o controle da acidez de efluentes, uma estudante mistura 50,0 mL de uma solução aquosa de ácido acético (CH3COOH) de concentração 0,60 mol·L-1 com 25,0 mL de uma solução aquosa de hidróxido de sódio (NaOH) de concentração 0,40 mol·L-1. A reação de neutralização pode ser representada por CH3COOH + OH- ? CH3COO- + H2O. Considere os volumes aditivos e Ka(CH3COOH) = 1,8 × 10-5. Com base nas informações do experimento, determine a espécie química que permanece em excesso após a neutralização e o pH aproximado da mistura.

1. A) Espécie em excesso: íons H3O+; pH ≈ 2,98.
2. B) Espécie em excesso: acetato de sódio (CH3COONa); pH ≈ 8,93.
3. C) Espécie em excesso: íons OH−; pH ≈ 1,56.
4. D) Espécie em excesso: ácido acético (CH3COOH); pH ≈ 4,44.
5. E) Espécie em excesso: íons OH−; pH ≈ 13,43.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Calcular a quantidade de matéria de cada reagente. Ácido acético: 0,050 L x 0,60 mol/L = 0,030 mol. NaOH: 0,025 L x 0,40 mol/L = 0,010 mol. A proporção da reação é 1:1, então o NaOH (0,010 mol) é o reagente limitante. Passo 2: Determinar a espécie em excesso. Sobram 0,030 - 0,010 = 0,020 mol de CH3COOH, e não restam íons OH- porque a base foi totalmente consumida. Passo 3: Formar o sal. Reagem 0,010 mol de CH3COOH com 0,010 mol de OH-, produzindo 0,010 mol de CH3COO-. Passo 4: Calcular as concentrações no volume final de 0,075 L (volumes aditivos: 50,0 mL + 25,0 mL). [CH3COOH] = 0,020/0,075 = 0,267 mol/L; [CH3COO-] = 0,010/0,075 = 0,133 mol/L. Passo 5: Tratar a mistura como solução tampão, pois há ácido fraco e sua base conjugada. Usar a equação de Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([A-]/[HA]). Com pKa = -log(1,8 x 10^-5) = 4,74, temos pH = 4,74 + log(0,133/0,267) = 4,74 + log(0,5) = 4,74 - 0,30 = 4,44. Passo 6: Analisar as alternativas erradas. A: o ácido acético é fraco e não se comporta como fonte de H3O+ que defina a espécie em excesso, além de o pH 2,98 não corresponder à mistura. B: o acetato é produto da reação e não pode estar em excesso, e o pH 8,93 seria típico de uma solução só de sal, que não é o caso. C: o NaOH não está em excesso, pois foi o reagente limitante, e a mistura não tem pH ácido como 1,56. E: a mistura não é básica, pois o NaOH foi totalmente neutralizado, e o pH 13,43 é incompatível com o tampão formado. Conclusão: a alternativa correta é a D, que coincide com o gabarito oficial.

💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de cada reagente antes de determinar o pH.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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