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Questão 70 do ENEM 2014

1º dia · Ciências da Natureza · H27 · Química: Hidrólise salina e solução-tampão

Visando minimizar impactos ambientais, a legislação brasileira determina que resíduos químicos lançados diretamente no corpo receptor tenham pH entre 5,0 e 9,0. Um resíduo líquido aquoso gerado em um processo industrial tem concentração de íons hidroxila igual a 1{,}0 \times 10^{-10}\text{ mol/L}. Para atender a legislação, um químico separou as seguintes substâncias, disponibilizadas no almoxarifado da empresa: \ce{CH3COOH}, \ce{Na2SO4}, \ce{CH3OH}, \ce{K2CO3} e \ce{NH4Cl}.

Para que o resíduo possa ser lançado diretamente no corpo receptor, qual substância poderia ser empregada no ajuste do pH?

  1. A
    \ce{CH3COOH}
  2. B
    \ce{Na2SO4}
  3. C
    \ce{CH3OH}
  4. D
    \ce{K2CO3}
  5. E
    \ce{NH4Cl}
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Resolução comentada

Primeiro, calculamos o pH do resíduo. Com [\ce{OH-}] = 1{,}0 \times 10^{-10}\ \text{mol/L}, temos \text{pOH} = 10.

Como \text{pH} + \text{pOH} = 14, então \text{pH} = 14 - 10 = 4.

O resíduo é ácido, com pH 4, abaixo do mínimo de 5,0 exigido. Precisamos de uma substância que eleve o pH, ou seja, que deixe a solução mais básica.

Analisando cada substância:

  1. \ce{CH3COOH}: ácido acético, ácido fraco. Baixaria ainda mais o pH.
  2. \ce{Na2SO4}: sal de ácido forte e base forte. Não sofre hidrólise, então o pH não muda.
  3. \ce{CH3OH}: metanol, composto neutro em água. Não altera o pH.
  4. \ce{K2CO3}: sal de base forte (\ce{KOH}) e ácido fraco (\ce{H2CO3}). O ânion sofre hidrólise: \ce{CO3^{2-} + H2O <=> HCO3- + OH-}. Isso libera \ce{OH-} e torna a solução básica, elevando o pH.
  5. \ce{NH4Cl}: sal de base fraca e ácido forte. O \ce{NH4+} hidrolisa e gera \ce{H3O+}, acidificando ainda mais.

Só o carbonato de potássio serve para levar o pH de 4 para a faixa entre 5 e 9.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO ácido acético é ácido e reduziria ainda mais o pH, que já está em 4.
  • BO sulfato de sódio vem de ácido forte e base forte, não hidrolisa e não altera o pH.
  • CO metanol é neutro em água e não altera o pH.
  • EO cloreto de amônio hidrolisa e gera meio ácido, baixando ainda mais o pH.

Assuntos: Hidrólise salina e solução-tampão, pH, pOH e indicadores.

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