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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 78 do ENEM 2016

1º dia · Ciências da Natureza · H27 · Química: Equilíbrio iônico: Ka, Kb e grau de ionização

Após seu desgaste completo, os pneus podem ser queimados para a geração de energia. Dentre os gases gerados na combustão completa da borracha vulcanizada, alguns são poluentes e provocam a chuva ácida. Para evitar que escapem para a atmosfera, esses gases podem ser borbulhados em uma solução aquosa contendo uma substância adequada. Considere as informações das substâncias listadas no quadro.

Substância Equilíbrio em solução aquosa Valor da constante de equilíbrio
Fenol \ce{C6H5OH + H2O <=> C6H5O- + H3O+} 1{,}3 \times 10^{-10}
Piridina \ce{C5H5N + H2O <=> C5H5NH+ + OH-} 1{,}7 \times 10^{-9}
Metilamina \ce{CH3NH2 + H2O <=> CH3NH3+ + OH-} 4{,}4 \times 10^{-4}
Hidrogenofosfato de potássio \ce{HPO4^{2-} + H2O <=> H2PO4- + OH-} 2{,}8 \times 10^{-2}
Hidrogenosulfato de potássio \ce{HSO4- + H2O <=> SO4^{2-} + H3O+} 3{,}1 \times 10^{-2}

Dentre as substâncias listadas no quadro, aquela capaz de remover com maior eficiência os gases poluentes é o(a)

  1. A
    fenol.
  2. B
    piridina.
  3. C
    metilamina.
  4. D
    hidrogenofosfato de potássio.
  5. E
    hidrogenosulfato de potássio.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Na combustão completa da borracha vulcanizada (que contém enxofre), forma-se principalmente \ce{SO2}, um óxido ácido que causa a chuva ácida. Para retê-lo, precisamos de uma solução básica, que neutralize o gás ácido.\n\nOlhando o quadro:\n\n1. Fenol e hidrogenosulfato liberam \ce{H3O+} no equilíbrio: são ácidos e não reagem com \ce{SO2}.\n2. Piridina, metilamina e hidrogenofosfato liberam \ce{OH-}: são bases e neutralizam o \ce{SO2}.\n\nEntre as bases, a mais eficiente é a mais forte, isto é, a que produz mais \ce{OH-} e tem maior constante de equilíbrio (K_b):\n\n- Piridina: 1{,}7\times10^{-9}\n- Metilamina: 4{,}4\times10^{-4}\n- Hidrogenofosfato: 2{,}8\times10^{-2}\n\nComparando os expoentes, 10^{-2} > 10^{-4} > 10^{-9}, então o maior valor é o do hidrogenofosfato (2{,}8\times10^{-2}). Ele gera maior concentração de \ce{OH-} e remove mais \ce{SO2}.\n\nO valor 3{,}1\times10^{-2} do hidrogenosulfato é o maior da tabela, mas é constante de acidez e, por isso, não serve.\n\nAlternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana por ter a maior constante da tabela (3{,}1\times10^{-2}), mas é de um ácido, que não neutraliza o \ce{SO2}.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO fenol é um ácido fraco (libera \ce{H3O+}), então não neutraliza o gás ácido.
  • BA piridina é uma base, mas tem a menor constante básica entre as bases listadas.
  • CA metilamina é base, mas sua constante (4{,}4\times10^{-4}) é menor que a do hidrogenofosfato.
  • EO hidrogenosulfato é ácido; o maior valor de constante da tabela não significa eficiência, pois é constante de acidez.

Assunto: Equilíbrio iônico: Ka, Kb e grau de ionização.

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