Em um estudo sobre a qualidade da água em riachos da Mata Atlântica, uma equipe titulou porções de mesmo…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Construir questões, elaborar hipóteses, previsões e estimativas, empregar instrumentos de medição e representar e interpretar modelos explicativos, dados e/ou resultados experimentais para construir, avaliar e justificar conclusões no enfrentamento de situações-problema sob uma perspectiva científica.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um estudo sobre a qualidade da água em riachos da Mata Atlântica, uma equipe titulou porções de mesmo volume de três amostras com solução de HCl 0,020 mol/L, até atingir pH 4,5. A alcalinidade foi expressa em mg/L de CaCO3. Considere que 1 mol de CaCO3 corresponde a 2 mol de H+ neutralizados e que a massa molar do CaCO3 é 100 g/mol. | Amostra | pH inicial | Volume de HCl utilizado (mL) | |---|---:|---:| | I | 7,1 | 2,0 | | II | 6,8 | 6,0 | | III | 7,4 | 4,5 | O volume de cada porção de água titulada foi de 100,0 mL. Com base nos dados da tabela, qual amostra apresenta a maior alcalinidade e qual é seu valor em mg/L de CaCO3?
- A) A amostra II, com alcalinidade de 60 mg/L de CaCO3
- B) A amostra II, com alcalinidade de 75 mg/L de CaCO3
- C) A amostra II, com alcalinidade de 30 mg/L de CaCO3
- D) A amostra III, com alcalinidade de 45 mg/L de CaCO3
- E) A amostra II, com alcalinidade de 120 mg/L de CaCO3
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- A amostra que exige mais HCl para chegar ao mesmo pH final tem maior alcalinidade. Assim, a amostra II, que consumiu 6,0 mL, é a de maior alcalinidade.
- n(H+) = 0,020 mol/L × 0,0060 L = 0,00012 mol. Como 1 mol de CaCO3 corresponde a 2 mol de H+, n(CaCO3) equivalente = 0,00006 mol, ou 0,0060 g = 6,0 mg.
- Esses 6,0 mg equivalem a 100,0 mL de amostra. Em 1 L, a alcalinidade é 60 mg/L de CaCO3. Portanto, A está correta.
- B, C e E identificam a amostra II, mas calculam incorretamente a concentração; D erra ao escolher a amostra III, cujo consumo de ácido é menor que o da II.
💡 Dica: Converta o volume de HCl em mol de H+, aplique a proporção com CaCO3 e ajuste para 1 L de amostra.
Alternativa por alternativa
A amostra II consumiu 0,00012 mol de HCl. Como são necessários 2 mol de H+ por mol de CaCO3, isso equivale a 0,00006 mol de CaCO3, ou 0,006 g em 0,100 L de amostra, correspondendo a 60 mg/L. É também a amostra que consumiu mais ácido.
O aluno reconhece que a amostra II tem maior alcalinidade, mas chega a 75 mg/L por uma conversão ou proporção incorreta entre o volume titulado e 1 L.
O aluno identifica corretamente a amostra II, mas pode ter esquecido o fator 2 entre mol de H+ e mol de CaCO3, ou não ajustado o resultado de 100 mL para 1 L.
O aluno escolhe a amostra III apesar de ela ter consumido menos HCl que a II; portanto, confunde a maior alcalinidade com outra característica, como o maior pH inicial.
Por que engana: Usar diretamente o volume de HCl como medida de alcalinidade, sem considerar concentração, volume da amostra e proporção estequiométrica.
O aluno reconhece a amostra II como a de maior alcalinidade, mas pode ter omitido a divisão por 2 ao converter os mols de H+ em equivalentes de CaCO3, dobrando o resultado.
Raio-X da questão
Titulação ácido-base e cálculo da alcalinidade em equivalente de CaCO3.
fixacao
Cálculo de quantidade de matéria a partir de concentração e volume. · Proporção estequiométrica entre H+ e CaCO3.
Estequiometria de neutralização e conversão de concentração para mg/L.
Usar diretamente o volume de HCl como medida de alcalinidade, sem considerar concentração, volume da amostra e proporção estequiométrica.
Qualidade da água e preservação ambiental.
cientifico
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