Questão 69 da FUVEST 2003

Question

Um indicador universal apresenta as seguintes cores em função do pH da solução aquosa em que está dissolvido:

Escala de pH de 1 a 14 associada às cores do indicador universal: vermelho (1 a 3), laranja (3 a 5), amarelo (5 a 8), verde (8 a 11) e azul (11 a 14).

A 25{,}0\ \text{mL} de uma solução de ácido fórmico (\ce{HCOOH}), de concentração 0{,}100\ \text{mol/L}, contendo indicador universal, foi acrescentada, aos poucos, solução de hidróxido de sódio (\ce{NaOH}), de concentração 0{,}100\ \text{mol/L}. O gráfico mostra o pH da solução resultante no decorrer dessa adição.

Gráfico de pH em função do volume de NaOH adicionado em mL. O eixo vertical varia de 2 a 12 e o horizontal de 0 a 40 mL. A curva tem elevação suave até 24 mL, um salto vertical acentuado em 25 mL (de pH ~5,5 a ~11) e atinge um patamar próximo a 12 até 40 mL.

Em certo momento, durante a adição, as concentrações de \ce{HCOOH} e de \ce{HCOO-} se igualaram. Nesse instante, a cor da solução era

A
vermelha
B
laranja
C
amarela
D
verde
E
azul

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 69 da FUVEST 2003

1ª fase · Química: Diluição, mistura e titulação

Um indicador universal apresenta as seguintes cores em função do pH da solução aquosa em que está dissolvido:

Escala de pH de 1 a 14 associada às cores do indicador universal: vermelho (1 a 3), laranja (3 a 5), amarelo (5 a 8), verde (8 a 11) e azul (11 a 14).

A 25{,}0\ \text{mL} de uma solução de ácido fórmico (\ce{HCOOH}), de concentração 0{,}100\ \text{mol/L}, contendo indicador universal, foi acrescentada, aos poucos, solução de hidróxido de sódio (\ce{NaOH}), de concentração 0{,}100\ \text{mol/L}. O gráfico mostra o pH da solução resultante no decorrer dessa adição.

Gráfico de pH em função do volume de NaOH adicionado em mL. O eixo vertical varia de 2 a 12 e o horizontal de 0 a 40 mL. A curva tem elevação suave até 24 mL, um salto vertical acentuado em 25 mL (de pH ~5,5 a ~11) e atinge um patamar próximo a 12 até 40 mL.

Em certo momento, durante a adição, as concentrações de \ce{HCOOH} e de \ce{HCOO-} se igualaram. Nesse instante, a cor da solução era

A
vermelha
B
laranja
C
amarela
D
verde
E
azul

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Resolução comentada

Quando [\ce{HCOOH}] = [\ce{HCOO-}], metade do ácido já foi neutralizada pela base. Como o ácido e a base têm a mesma concentração (0{,}100\ \text{mol/L}), o ponto de equivalência ocorre quando o volume de NaOH é igual ao volume de ácido: 25{,}0\ \text{mL}. O gráfico confirma isso, com o salto vertical em 25\ \text{mL}.

Quantidade de ácido: n = 0{,}100 \cdot 0{,}0250 = 2{,}50\times10^{-3}\ \text{mol}.
Para converter metade em \ce{HCOO-}: n_{\text{NaOH}} = 1{,}25\times10^{-3}\ \text{mol}.
Volume de NaOH: V = \dfrac{1{,}25\times10^{-3}}{0{,}100} = 12{,}5\ \text{mL}.

Agora é só ler o gráfico em V = 12{,}5\ \text{mL}: a curva está em \text{pH} \approx 3{,}8.

Na escala do indicador, o intervalo de 3 a 5 corresponde ao laranja. Como 3{,}8 está nesse intervalo, a solução era laranja.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa C engana quem usa 25 mL (ponto de equivalência) em vez de 12,5 mL (metade da neutralização) para ler o pH.

Por que as outras alternativas estão erradas

AO vermelho vai de pH 1 a 3, e o pH em 12,5 mL é cerca de 3,8; só no início, com pH ~2,4, a cor seria vermelha.
CO amarelo (pH 5 a 8) corresponde a volumes próximos do ponto de equivalência (cerca de 25 mL), não à metade da neutralização.
DO verde (pH 8 a 11) só aparece logo após o salto, com excesso de base.
EO azul (pH acima de 11) ocorre com grande excesso de NaOH, depois do ponto de equivalência.

Assuntos: Diluição, mistura e titulação, pH, pOH e indicadores.

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Fonte: FUVEST 2003. Prova oficial ↗