A reação de dissolução do CO2 em água e sua primeira dissociação são: CO2(aq)+H2O ? H2CO3 ? H+ + HCO3-…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar os benefícios e os riscos à saúde e ao ambiente, considerando a composição, a toxicidade e a reatividade de diferentes materiais e produtos, como também o nível de exposição a eles, posicionando-se criticamente e propondo soluções individuais e/ou coletivas para seus usos e descartes responsáveis.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
A reação de dissolução do CO2 em água e sua primeira dissociação são: CO2(aq)+H2O ? H2CO3 ? H+ + HCO3-. Suponha [H2CO3]=1,00×10?5 M e Ka1=4,3×10?7. Estime o pH da solução, assumindo que apenas a primeira dissociação contribui para [H+].
- A) pH ˜ 6,00
- B) pH ˜ 7,00
- C) pH ˜ 2,00
- D) pH ˜ 5,68.
- E) pH ˜ 4,68
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique o equilíbrio de interesse, que é a primeira dissociação do ácido carbônico: H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-. Como apenas essa etapa contribui para [H+], as concentrações de H+ e HCO3- são iguais, pois cada molécula de H2CO3 que se dissocia produz um íon H+ e um íon HCO3-. Chame essa concentração de x.
- Escreva a expressão da constante: Ka1 = [H+][HCO3-]/[H2CO3]. Substituindo, 4,3×10^-7 = x·x/(1,00×10^-5), ou seja, x^2 = 4,3×10^-7 × 1,00×10^-5 = 4,3×10^-12.
- Extraia a raiz quadrada: x = raiz de 4,3×10^-12 = 2,07×10^-6 mol/L. Logo [H+] ≈ 2,07×10^-6 M.
- Calcule o pH: pH = -log(2,07×10^-6) = 6 - log(2,07) ≈ 6 - 0,32 = 5,68. Esse valor coincide com a alternativa D, que é o gabarito oficial, e a resolução independente confirma essa escolha.
- Por que as outras estão erradas. A (pH 6,00) desprezaria o fator 4,3 e tomaria [H+] como 1,0×10^-6 M. B (pH 7,00) corresponde à água pura, ignorando que o CO2 dissolvido acidifica a solução. C (pH 2,00) trata o ácido como se fosse forte e dissociado por completo, o que não é o caso de um ácido fraco como o H2CO3. E (pH 4,68) resulta de um erro de potência de dez na raiz quadrada, como se x fosse 2,1×10^-5 M.
💡 Dica: Calcule o pH usando a relação entre [H+] e Ka.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente arredondou ou ignorou o coeficiente 4,3 e tomou a raiz de 1,0×10^-12, obtendo [H+] = 1,0×10^-6 M e pH = 6,00.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a concentração de íons H+ e o pH, calculando incorretamente o valor do pH a partir da concentração de H2CO3.
O aluno acredita que a solução permanece neutra porque água tem pH 7, desconsiderando que a dissolução do CO2 produz íons H+ e torna o meio ácido.
O aluno trata o H2CO3 como ácido forte, admitindo dissociação total, e por isso obtém uma acidez muito elevada, incompatível com um ácido fraco de Ka pequeno.
Para ácido monoprotico fraco [H+]˜v(Ka·C)=v(4,3×10?7·1,00×10?5)=2,07×10?6 M ? pH=-log10(2,07×10?6)˜5,68.
O aluno extrai a raiz quadrada com erro de potência de dez, obtendo [H+] próximo de 2,1×10^-5 M em vez de 2,1×10^-6 M, o que leva a pH 4,68.
Raio-X da questão
dissociação do ácido carbônico
avaliacao
dissociação de ácidos · cálculo de pH
Revisar a relação entre constante de dissociação e pH.
O aluno pode confundir a relação entre a concentração de íons H+ e o pH, calculando incorretamente o valor do pH a partir da concentração de H2CO3.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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