Questão 31 da FUVEST 2011

1ª fase

Considere 4 frascos, cada um contendo diferentes substâncias, a saber:

Frasco 1: 100 mL de \ce{H2O(\ell)}
Frasco 2: 100 mL de solução aquosa de ácido acético de concentração 0{,}5\text{ mol/L}
Frasco 3: 100 mL de solução aquosa de \ce{KOH} de concentração 1{,}0\text{ mol/L}
Frasco 4: 100 mL de solução aquosa de \ce{HNO3} de concentração 1{,}2\text{ mol/L}

A cada um desses frascos, adicionaram-se, em experimentos distintos, 100 mL de uma solução aquosa de \ce{HC\ell} de concentração 1{,}0\text{ mol/L}. Medindo-se o pH do líquido contido em cada frasco, antes e depois da adição de \ce{HC\ell(aq)}, pôde-se observar aumento do valor do pH somente

  1. A
    nas soluções dos frascos 1, 2 e 4.
  2. B
    nas soluções dos frascos 1 e 3.
  3. C
    nas soluções dos frascos 2 e 4.
  4. D
    na solução do frasco 3.
  5. E
    na solução do frasco 4.
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Resolução comentada

O pH aumenta quando o líquido fica menos ácido (ou mais básico). Vamos ver o que acontece em cada frasco ao adicionar 100 mL de \ce{HCl} 1{,}0\ \text{mol/L}, que contém 0{,}1\ \text{mol} de \ce{H+}.

  1. Frasco 1 (água): pH \approx 7 antes. Depois, [\ce{H+}] = 0{,}1/0{,}2 = 0{,}5\ \text{mol/L}, pH \approx 0{,}3. O pH diminui.

  2. Frasco 2 (ácido acético 0{,}5\ \text{mol/L}): ácido fraco, com [\ce{H+}] muito baixa (pH em torno de 2,5). Depois, o \ce{HCl} fornece [\ce{H+}] \approx 0{,}5\ \text{mol/L}, e o pH cai para cerca de 0,3. O pH diminui.

  3. Frasco 3 (KOH 1{,}0\ \text{mol/L}): antes, [\ce{OH-}] = 1, pOH =0, pH =14. Há 0{,}1\ \text{mol} de \ce{OH-} e 0{,}1\ \text{mol} de \ce{H+} adicionado, então a neutralização é total e sobra a solução de \ce{KCl}, com pH =7. O pH diminui de 14 para 7.

    Conferindo as quantidades: \ce{KOH} tem 1{,}0 \times 0{,}1 = 0{,}1\ \text{mol}, igual ao \ce{HCl}. Logo, o pH final é 7.

  4. Frasco 4 (HNO3 1{,}2\ \text{mol/L}): ácido forte, com 0{,}12\ \text{mol} de \ce{H+}. Antes, pH =-\log 1{,}2 \approx -0{,}08. Depois, n(\ce{H+}) = 0{,}12 + 0{,}10 = 0{,}22\ \text{mol} em 0{,}2\ \text{L}, então [\ce{H+}] = 1{,}1\ \text{mol/L}, pH \approx -0{,}04. O pH aumenta um pouco, pois a solução foi diluída de 1{,}2 para 1{,}1\ \text{mol/L} de \ce{H+}.

Portanto, só no frasco 4 o pH aumenta.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa E engana por ser contraintuitiva: adicionar ácido a outro ácido parece sempre baixar o pH, mas o HCl (1,0 mol/L) é mais diluído que o HNO3 (1,2 mol/L), então [\ce{H+}] cai de 1,2 para 1,1 e o pH sobe.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AInclui água e ácido acético, cujo pH diminui muito ao receber ácido forte.
  • BA água fica ácida (pH cai de 7 para cerca de 0,3) e o KOH é neutralizado (pH cai de 14 para 7).
  • CO ácido acético passa a ter pH menor, pois o HCl é muito mais ácido que ele.
  • DO KOH é neutralizado e o pH diminui de 14 para 7, não aumenta.

Assuntos: pH, neutralização, ácidos fortes e fracos.

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