Um ácido fraco HA com Ka = 1,8×10?5 é preparado a concentração inicial 0,10 mol·L?¹. Considerando HA ? H+ + A-…
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
Um ácido fraco HA com Ka = 1,8×10?5 é preparado a concentração inicial 0,10 mol·L?¹. Considerando HA ? H+ + A- e x«C, calcule o pH da solução.
- A) pH ˜ 7,0
- B) pH ˜ 1,0
- C) pH ˜ 4,0
- D) pH ˜ 2,87.
- E) pH ˜ 3,5
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. Ka = 1,8×10^-5 e concentração inicial C = 0,10 mol/L. Como x é muito menor que C, a aproximação x << C é válida.
- Montar a expressão de Ka. Para HA ⇌ H+ + A-, no equilíbrio [H+] = [A-] = x e [HA] ≈ C - x ≈ C. Logo Ka = x^2 / C.
- Isolar x. x^2 = Ka × C = 1,8×10^-5 × 0,10 = 1,8×10^-6. Então x = raiz de 1,8×10^-6 ≈ 1,34×10^-3 mol/L.
- Calcular o pH. pH = -log[H+] = -log(1,34×10^-3) = 3 - log(1,34) ≈ 3 - 0,13 = 2,87.
- Verificar a aproximação. x/C ≈ 1,3×10^-2, ou seja, cerca de 1,3%, o que confirma que x << C e que a aproximação é adequada.
- Comparar com o gabarito. O resultado obtido, pH ≈ 2,87, coincide com a alternativa D, que é o gabarito oficial.
- Analisar as alternativas erradas. A (pH 7,0) indicaria solução neutra, o que não ocorre com um ácido. B (pH 1,0) seria o resultado de tratar o ácido fraco como forte. C (pH 4,0) está acima do valor real, porque a concentração de H+ seria muito menor. E (pH 3,5) também é inconsistente com a concentração de H+ calculada.
💡 Dica: Utilize a expressão de Ka para calcular a concentração de H+ e, em seguida, determine o pH.
Alternativa por alternativa
O aluno supõe que a solução fica neutra, como a água pura, por imaginar que o ácido fraco quase não altera o pH. Esquece que o HA libera H+ em quantidade mensurável.
O aluno trata HA como ácido forte, assumindo dissociação total, e calcula pH = -log(0,10) = 1. Não percebe que, no ácido fraco, apenas uma pequena fração se dissocia.
O aluno calcula corretamente a expressão x^2 = Ka×C, mas erra a raiz ou arredonda x para 1×10^-4, o que leva a pH = 4. A forma do método está certa, mas a aritmética é imprecisa.
Por que engana: Confundir a relação entre a constante de ionização e a concentração do ácido, levando a um cálculo incorreto do pH.
[H+] ˜ v(Ka·C) = v(1,8×10?5·0,10)=v(1,8×10?6)=1,34×10?³ mol·L?¹ ? pH = -log(1,34×10?³) ˜ 2,87.
O aluno estima um valor intermediário entre um ácido forte e um ácido fraco, sem completar o cálculo de x. Assim, chega a pH 3,5 por intuição, sem usar Ka nem a concentração.
Raio-X da questão
pH de ácido fraco
avaliacao
cálculo de pH · constante de ionização
Revisar o cálculo do pH de soluções de ácidos fracos.
Confundir a relação entre a constante de ionização e a concentração do ácido, levando a um cálculo incorreto do pH.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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