Para uma solução de um ácido fraco genérico de fórmula HX, que apresenta concentração inicial de 0,1 mol·L?¹ e…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Para uma solução de um ácido fraco genérico de fórmula HX, que apresenta concentração inicial de 0,1 mol·L?¹ e grau de ionização de 2 %, sua respectiva constante Ka, medida a uma dada temperatura T, é de aproximadamente (Mackenzie 2020)
- A) 2·10⁻⁶
- B) 4·10⁻⁶
- C) 2·10⁻⁵
- D) 4·10⁻⁵
- E) 2·10⁻⁴
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Para um ácido fraco HX em água, o equilíbrio é HX ⇌ H+ + X-. Se a concentração inicial é M e o grau de ionização é α, então são ionizados α·M mol/L, formando α·M de H+ e α·M de X-, e restam M(1 - α) de HX. Logo, Ka = (α·M)(α·M) / [M(1 - α)] = α²·M / (1 - α).
- Os dados são M = 0,1 mol/L e α = 2% = 0,02. Então α² = 0,0004 = 4·10⁻⁴ e α²·M = 4·10⁻⁴ × 0,1 = 4·10⁻⁵.
- Como α é pequeno, 1 - α = 0,98 é muito próximo de 1. Assim, Ka = 4·10⁻⁵ / 0,98, que é aproximadamente 4,1·10⁻⁵, ou seja, cerca de 4·10⁻⁵.
- O valor calculado coincide com a alternativa D, que é o gabarito oficial. Não há divergência com o gabarito.
- A alternativa A (2·10⁻⁶) está errada, pois seria necessário um erro de cálculo de cerca de 20 vezes em relação ao resultado correto. A alternativa B (4·10⁻⁶) está errada, pois corresponde a usar a concentração 0,01 mol/L em vez de 0,1 mol/L. A alternativa C (2·10⁻⁵) está errada, pois é metade do valor correto, como se o α² fosse dividido por 2. A alternativa E (2·10⁻⁴) está errada, pois corresponde a usar α·M² (ou α·M com erro de potência), e não a fórmula correta de Ka.
💡 Dica: Calcule Ka usando a fórmula com concentração e grau de ionização.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente combinou um erro na concentração (usando 0,01 mol/L) com uma divisão indevida por 2 no resultado final. Assim, chega a 2·10⁻⁶ sem aplicar corretamente a fórmula.
O aluno provavelmente trocou a concentração 0,1 mol/L por 0,01 mol/L, perdendo uma potência de 10 no cálculo. Com α² = 4·10⁻⁴ e M = 0,01, obtém 4·10⁻⁶.
O aluno provavelmente calculou α²·M corretamente, mas dividiu o resultado por 2, talvez confundindo com a fórmula de ácidos com dois hidrogênios ionizáveis ou com uma média.
CORRETA. Utilizando a expressão Ka = (α²)·C, com α = 0,02 e C = 0,1 mol/L, temos Ka = (0,02)² × 0,1 = 0,0004 = 4·10⁻⁵.
O aluno provavelmente usou a fórmula Ka = α·M², elevando a concentração ao quadrado em vez de multiplicá-la por α². Com α = 0,02 e M = 0,01, obtém 2·10⁻⁴.
Raio-X da questão
constante de acidez Ka
diagnostico
equilíbrio químico · grau de ionização
estude ionização de ácidos fracos e cálculo de Ka
Confundir grau de ionização com concentração ou usar fórmula incorreta para Ka.
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