— Depois da chuva, o riacho parece refrigerante, cheio de bolhas! — comentou uma moradora de uma comunidade…

Questão

— Depois da chuva, o riacho parece refrigerante, cheio de bolhas! — comentou uma moradora de uma comunidade rural, ao notar liberacao de gas na agua. A area ao redor havia passado por um incendio recente, e a primeira enxurrada arrastou grande quantidade de folhas e cinzas para o leito. A equipe local mediu o pH do riacho: antes das chuvas, 7.8; dois dias depois, 5.8. Os tecnicos associaram a queda de pH ao aumento de CO2 dissolvido, formado na decomposicao da materia organica. No sistema carbonico em agua, considera-se o equilibrio: CO2(aq) + H2O <-> H2CO3 <-> H+ + HCO3- (pKa1 = 6.3) e HCO3- <-> H+ + CO3^2- (pKa2 = 10.3). Para diminuir a perda de carbono como CO2 para a atmosfera, foi discutida a adicao controlada de um reagente ao riacho. A partir do pH medido e dos valores de pKa fornecidos, identifique a adicao que tende a deslocar o equilibrio para formas menos volateis do carbono dissolvido, reduzindo a liberacao de CO2.

1. A) Adicionar CO2, diminuindo o pH e aumentando a fracao de H2CO3/CO2(aq) no sistema.
2. B) Adicionar HCl, diminuindo o pH e convertendo HCO3- em H2CO3/CO2(aq) no sistema.
3. C) Adicionar NaCl, mantendo o pH aproximadamente constante e sem alterar o equilibrio acido-base.
4. D) Adicionar Ca(OH)2, elevando o pH e consumindo H+ no equilibrio do sistema carbonico.
5. E) Adicionar NH4Cl, diminuindo o pH pela hidrolise acida do NH4+ e formando mais H2CO3/CO2(aq).

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Identificar o objetivo. O CO2 dissolvido se perde para a atmosfera. Para reduzir essa perda, o carbono precisa ficar nas formas menos voláteis, HCO3- e CO3^2-, e não em H2CO3/CO2(aq). Passo 2: Comparar o pH medido com os pKa. O pH 5,8 está abaixo do pKa1 (6,3), por isso predomina H2CO3/CO2(aq), que é a forma volátil. Ao elevar o pH acima de 6,3, o equilíbrio se desloca para HCO3-, e acima de 10,3 para CO3^2-. Passo 3: Analisar a alternativa D. Ca(OH)2 libera OH- na água, que neutraliza H+ (H+ + OH- formam H2O). Com menos H+, o equilíbrio se desloca no sentido de formar HCO3- e CO3^2-, reduzindo o CO2 livre. Logo, D é a alternativa correta e coincide com o gabarito oficial. Passo 4: Verificar as demais. A) Adicionar CO2 aumenta justamente a forma volátil que se quer diminuir. B) HCl acidifica o meio e favorece H2CO3/CO2(aq), o oposto do desejado. C) NaCl é um sal neutro que não altera o equilíbrio ácido-base, portanto não reduz a liberação de CO2. E) NH4Cl acidifica o meio pela hidrólise do NH4+ e aumenta H2CO3/CO2(aq), também no sentido errado. Passo 5: Ressalva. Com excesso de Ca(OH)2 poderia ocorrer precipitação de CaCO3, o que também removeria carbono da água, mas o enunciado não trata desse efeito. Dentro da lógica do equilíbrio pedido, a resposta é D.

💡 Dica: Analise o efeito da adição de reagentes no equilíbrio ácido-base e no pH do sistema carbônico.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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