Misturam-se 50,0 mL de CH3COOH 0,100 M com 50,0 mL de CH3COONa 0,100 M. Dado Ka(CH3COOH)=1,8×10?5, estime o pH…
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
Misturam-se 50,0 mL de CH3COOH 0,100 M com 50,0 mL de CH3COONa 0,100 M. Dado Ka(CH3COOH)=1,8×10?5, estime o pH da solução resultante usando a equação de Henderson–Hasselbalch.
- A) O pH será 3,75.
- B) O pH será 7,00.
- C) pH ˜4,75 (pKa = -log(1,8×10?5) ˜4,745)
- D) O pH do sistema será 5,00.
- E) O pH será 4,00.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Calcule a quantidade de matéria de cada espécie. Em 50,0 mL de CH3COOH 0,100 M há 0,100 mol/L x 0,0500 L = 5,00 x 10^-3 mol de ácido acético. Em 50,0 mL de CH3COONa 0,100 M há a mesma quantidade, 5,00 x 10^-3 mol de acetato. Como ambos estão no mesmo volume final, a razão entre eles é 1:1.
- Aplique a equação de Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log([A-]/[HA]). Como [A-]/[HA] = 1, o log(1) = 0 e, portanto, pH = pKa. O volume total (100 mL) se cancela na razão, então não é necessário calcular concentrações finais.
- Calcule o pKa. pKa = -log(1,8 x 10^-5) = 5 - log(1,8) = 5 - 0,255 = 4,745, ou seja, aproximadamente 4,75.
- Conclusão. O pH da solução tampão é aproximadamente 4,75, o que corresponde à alternativa C, que coincide com o gabarito oficial.
- Análise das alternativas erradas. A) 3,75 seria o pH se o acetato estivesse em concentração dez vezes menor que o ácido, o que não ocorre aqui. B) 7,00 corresponderia a uma solução neutra, mas o sistema é um tampão ácido fraco/sal de ácido fraco e não é neutro. D) 5,00 é um arredondamento grosseiro do pKa, que é 4,745. E) 4,00 ignora o coeficiente 1,8 e considera apenas a potência de dez.
💡 Dica: Aplique a equação de Henderson-Hasselbalch para calcular o pH.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente trocou a razão da equação de Henderson-Hasselbalch, usando uma proporção de acetato para ácido de 0,1 em vez de 1, ou subtraiu 1 do pKa sem justificativa.
Por que engana: Confundir a aplicação da equação de Henderson-Hasselbalch, utilizando valores incorretos para as concentrações de ácido e base.
O aluno acredita que, por misturar volumes e concentrações iguais, a solução fica neutra, confundindo o efeito de um sal com o de um ácido e uma base fortes.
Volumes e concentrações iguais ? [A?]=[HA], então pH = pKa. pKa = -log(1,8×10?5) ˜4,745 ? pH ˜4,75.
O aluno arredonda o pKa de 4,745 para 5,00 de forma inadequada, perdendo a precisão exigida pela questão e aproximando-se do valor de uma estimativa grosseira.
O aluno calcula o pKa considerando apenas a potência de dez (-log 10^-5 = 5, ou ignorando o 1,8) e chega a 4,00, desprezando o termo logarítmico do coeficiente.
Raio-X da questão
pH de soluções tampão
avaliacao
equação de Henderson-Hasselbalch · cálculo de pKa
Revisar a equação de Henderson-Hasselbalch e conceitos de soluções tampão.
Confundir a aplicação da equação de Henderson-Hasselbalch, utilizando valores incorretos para as concentrações de ácido e base.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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