Um vinagre doméstico apresenta 5,0% (m/m) de ácido acético (HC2H3O2) e densidade 1,01 g·mL-1. Calcule o pH…
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
Um vinagre doméstico apresenta 5,0% (m/m) de ácido acético (HC2H3O2) e densidade 1,01 g·mL-1. Calcule o pH aproximado do vinagre puro. Considere MM(HC2H3O2)=60,05 g·mol-1 e Ka=1,8×10-5. Apresente resultado com duas casas decimais.
- A) pH ˜ 3,20
- B) pH ˜ 2,41.
- C) pH ˜ 6,80
- D) pH ˜ 1,00
- E) pH ˜ 4,75
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Calcule a massa de 1 L de solução. Com densidade 1,01 g/mL, 1 L (1000 mL) tem 1010 g de vinagre.
- Calcule a massa de ácido acético. Como a solução é 5,0% (m/m), 5,0% de 1010 g é 50,5 g de HC2H3O2 por litro.
- Converta para mol/L. 50,5 g dividido por 60,05 g/mol dá aproximadamente 0,841 mol/L, que é a concentração inicial C do ácido.
- Como o ácido acético é fraco (Ka = 1,8×10^-5), use a aproximação [H+] = raiz de (Ka × C). Ka × C = 1,8×10^-5 × 0,841 = 1,514×10^-5, e a raiz dá [H+] ≈ 3,89×10^-3 mol/L. A correção pelo equilíbrio é desprezível, pois x é muito menor que C.
- pH = -log[H+] = -log(3,89×10^-3) ≈ 2,41.
- Comparação com o gabarito: o resultado coincide com a alternativa B, então o gabarito está correto.
- Por que as outras estão erradas: A (3,20) não resulta do cálculo correto, pois exigiria [H+] de cerca de 6,3×10^-4 mol/L; C (6,80) é próximo da neutralidade, incompatível com um ácido fraco em concentração tão alta; D (1,00) corresponderia a [H+] = 0,1 mol/L, valor que só apareceria tratando o ácido como forte ou com outra concentração; E (4,75) é o valor de pKa do ácido (-log 1,8×10^-5), e não o pH da solução.
💡 Dica: Calcule a concentração de íons H+ a partir da dissociação do ácido.
Alternativa por alternativa
Provavelmente cometeu erro numérico no cálculo da raiz quadrada ou no logaritmo, ou usou uma concentração de ácido diferente da obtida a partir de 5,0% e densidade 1,01.
Por que engana: Confundir a concentração de ácido com a concentração de íons hidrogênio, resultando em um pH incorreto.
Em 100 g solução: 5,00 g HC2H3O2 ? n = 5,00/60,05 = 0,08327 mol. Volume ˜100/1,01 = 0,09901 L ? C ˜0,08327/0,09901 = 0,841 M. [H+]˜v(Ka·C)=v(1,8×10-5·0,841)=3,89×10-3 M ? pH=-log[H+]=2,41.
Imagina que um ácido doméstico deveria dar pH próximo de neutro, ou inverte o sinal do logaritmo ao calcular o pH a partir de [H+].
Trata o ácido acético como ácido forte, ou seja, assume [H+] igual à concentração total, e usa uma concentração de cerca de 0,1 mol/L, sem considerar a constante de dissociação Ka.
Confunde o pH da solução com o pKa do ácido, calculando -log(Ka) = 4,75, ou esquece a raiz quadrada e calcula -log(Ka × C), que dá valor próximo a 4,8.
Raio-X da questão
cálculo de pH
avaliacao
cálculo de pH · diluição de soluções
Revisar a relação entre concentração de ácido e pH.
Confundir a concentração de ácido com a concentração de íons hidrogênio, resultando em um pH incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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