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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 73 (1º exame) da FUVEST 2002

1º exame · Química: Equilíbrio iônico: Ka, Kb e grau de ionização

O composto \ce{HClO}, em água, dissocia-se de acordo com o equilíbrio:

\ce{HClO (aq) + H2O (\ell) <=> ClO- (aq) + H3O+ (aq)}

As porcentagens relativas, em mols, das espécies \ce{ClO-} e \ce{HClO} dependem do pH da solução aquosa. O gráfico que representa corretamente a alteração dessas porcentagens com a variação do pH da solução é

Conjunto de cinco gráficos (a, b, c, d, e) que relacionam a porcentagem de HClO (%HClO, eixo vertical esquerdo, de 0 a 100) e a porcentagem de ClO⁻ (%ClO⁻, eixo vertical direito, invertido de 0 a 100) com o pH (eixo horizontal, de 4 a 11). O gráfico a apresenta uma curva sigmoide decrescente que cruza 50% em pH próximo de 7,4. O gráfico b apresenta uma reta decrescente de 100% em pH 4 até 0% em pH 11. O gráfico c apresenta uma curva em forma de U que atinge 0% entre pH 7 e 8. O gráfico d apresenta uma curva sigmoide crescente de 0% a 100%. O gráfico e apresenta uma curva decrescente em degraus com um patamar em 50% entre pH 6,5 e 8,5. No canto inferior direito, há uma caixa com o texto: 'Dado: Constante de dissociação do HClO em água, a 25 °C: 4 x 10⁻⁸'.

As alternativas estão no enunciado, acima.

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
  5. E
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Resolução comentada

A constante de dissociação é K_a=\dfrac{[\ce{ClO-}][\ce{H3O+}]}{[\ce{HClO}]}=4\times10^{-8}.

Isolando a razão entre as espécies:

\frac{[\ce{ClO-}]}{[\ce{HClO}]}=\frac{K_a}{[\ce{H3O+}]}

  1. Ponto em que as duas espécies têm 50%: a razão vale 1, então [\ce{H3O+}]=K_a=4\times10^{-8}. Assim, \text{pH}=-\log(4\times10^{-8})=8-0{,}6=7{,}4.

  2. Em pH baixo (ácido), [\ce{H3O+}] é grande e a razão é pequena: predomina \ce{HClO}, perto de 100%.

  3. Em pH alto (básico), [\ce{H3O+}] é pequeno e a razão é grande: predomina \ce{ClO-}, e \%\ce{HClO} tende a 0%.

  4. Em pH 6, por exemplo, a razão é 4\times10^{-8}/10^{-6}=0{,}04, ou seja, cerca de 4% de \ce{ClO-}. Em pH 9 a razão é 4\times10^{-8}/10^{-9}=40, ou seja, cerca de 98% de \ce{ClO-}.

A curva de \%\ce{HClO} deve então ser decrescente, em forma de S (não linear), passando por 50% em pH ≈ 7,4, com cerca de 100% em pH 5–6 e cerca de 0% em pH 9–10. Isso é o que mostra o gráfico a. O gráfico d é crescente, o b é uma reta, o c tem forma de U e o e tem patamar, e nenhum deles segue a relação acima.

Alternativa A.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BA reta não segue a relação logarítmica entre pH e razão das espécies; o ponto de 50% não cai em pH 7,4.
  • CA curva em U é impossível, pois %HClO só diminui com o aumento do pH.
  • DA curva cresce com o pH, invertendo os papéis: HClO não predomina em meio básico.
  • EO patamar em 50% não existe; o equilíbrio muda continuamente com o pH.

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

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Ver como caiu na prova Questão 73 no caderno V da FUVEST 2002

Fonte: FUVEST 2002 · 1º exame. Prova oficial ↗