Prepare um tampão a partir de ácido acético e acetato: CH3COOH ? H+ + CH3COO- (Ka = 1,8×10?5, pKa = 4,74)…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Prepare um tampão a partir de ácido acético e acetato: CH3COOH ? H+ + CH3COO- (Ka = 1,8×10?5, pKa = 4,74). Misturam-se 0,500 L de CH3COOH 0,100 M e 0,0500 L de CH3COONa 0,100 M. Calcule o pH final (use Henderson–Hasselbalch).
- A) pH = 5,00
- B) pH = 4,00
- C) pH = 6,74
- D) pH = 2,74
- E) pH = 3,74
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade de matéria do ácido acético (CH3COOH): 0,500 L x 0,100 mol/L = 0,050 mol.
- Calcule a quantidade de matéria do acetato (CH3COO-, vindo do CH3COONa): 0,0500 L x 0,100 mol/L = 0,0050 mol.
- Como os dois componentes estão no mesmo volume total, a razão entre eles pode ser feita diretamente com os mols: [A-]/[HA] = 0,0050/0,050 = 0,10.
- Aplique Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A-]/[HA]) = 4,74 + log(0,10) = 4,74 - 1 = 3,74.
- Conclusão: a alternativa correta é a E (pH = 3,74), que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque o pH ficaria acima do pKa, o que exigiria mais acetato do que ácido, e aqui há excesso de ácido. A alternativa B está errada porque arredonda o pKa e ignora o efeito logarítmico da proporção. A alternativa C está errada porque exigiria uma razão de 100 entre acetato e ácido, e além disso a razão está invertida. A alternativa D está errada porque corresponderia a uma razão de 0,01, que não é a razão real de 0,10.
💡 Dica: Aplique a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular o pH.
Alternativa por alternativa
O aluno subestima o efeito da proporção entre ácido e sal e assume que a mistura fica praticamente no pKa, com um pequeno ajuste. Ele não calcula corretamente o logaritmo da razão de 0,10.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre as concentrações de ácido e base, aplicando incorretamente a fórmula de Henderson-Hasselbalch.
O aluno aproxima o resultado para o número inteiro mais próximo ou ignora o termo logarítmico, supondo que o pH do tampão é simplesmente 4. Não aplica Henderson–Hasselbalch de forma completa.
O aluno inverte a razão, usando acetato/ácido, e ainda calcula o logaritmo como se a razão fosse 100, obtendo +2 em vez de -1. Assim o pH sobe para 6,74, o que indicaria um tampão básico, incompatível com o excesso de ácido.
O aluno calcula uma razão de 0,01 (por exemplo, elevando ao quadrado a razão 0,10 ou trocando volumes e concentrações) e subtrai 2 do pKa. Erra no cálculo do logaritmo e no sinal da razão.
nHA = 0,500·0,100 = 0,0500 mol; nA- = 0,0500·0,100 = 0,00500 mol; razão [A-]/[HA] = 0,009091/0,09091 = 0,1; pH = 4,74 + log(0,1) = 3,74.
Raio-X da questão
tampão ácido acético
avaliacao
cálculo de pH · equilíbrio químico
Revisar a equação de Henderson-Hasselbalch e o conceito de tampões.
O aluno pode confundir a relação entre as concentrações de ácido e base, aplicando incorretamente a fórmula de Henderson-Hasselbalch.
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pensamento_critico
cientifico
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