PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 37 do IME 2021

Prova objetiva · Química

A uma solução aquosa de ácido carbônico, adiciona-se bicarbonato de sódio e posteriormente ácido clorídrico. Assinale a alternativa correta.

  1. A
    O ácido carbônico é um oxiácido moderado.
  2. B
    A adição do bicarbonato não altera o equilíbrio de ionização do ácido carbônico.
  3. C
    A adição do bicarbonato aumenta o grau de ionização do ácido carbônico.
  4. D
    A adição do bicarbonato não altera o valor da constante de equilíbrio.
  5. E
    A adição de ácido clorídrico, em pequenas quantidades, contribuirá para a diminuição do pH da solução.
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Resolução comentada

A solução de \ce{H2CO3} com \ce{NaHCO3} forma um sistema-tampão, e o equilíbrio é:

\ce{H2CO3 <=> H+ + HCO3-}

A constante é K_a = \dfrac{[\ce{H+}][\ce{HCO3-}]}{[\ce{H2CO3}]}.

Análise de cada item:

  1. Bicarbonato adicionado: o \ce{NaHCO3} é um sal solúvel e fornece \ce{HCO3-}, íon comum ao equilíbrio. Pelo princípio de Le Chatelier, o equilíbrio desloca para a esquerda. Isso diminui a ionização do ácido, ou seja, o grau de ionização cai. Logo, (B) e (C) estão erradas.

  2. Constante de equilíbrio: K_a depende só da temperatura. Como ela não muda, o valor de K_a permanece o mesmo, e (D) está correta.

  3. Ácido clorídrico em pequena quantidade: o \ce{H+} adicionado é consumido pelo \ce{HCO3-} (\ce{H+ + HCO3- -> H2CO3}). Por isso o pH varia muito pouco, característica do tampão. Dizer que contribui para a diminuição do pH é impreciso, e o efeito é praticamente desprezível. A alternativa (E) não é a melhor.

  4. Força do ácido: o \ce{H2CO3} tem K_{a1}\approx 4\times10^{-7}, portanto é um ácido fraco, não moderado. (A) está errada.

A única afirmação inteiramente correta é a de que K_a não se altera.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana por parecer intuitiva (adicionar ácido baixa o pH), mas o tampão neutraliza o \ce{H+} adicionado e o pH praticamente se mantém.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO ácido carbônico é fraco (K_{a1}\approx 4\times10^{-7}), não moderado.
  • BO \ce{HCO3-} é íon comum e desloca o equilíbrio de ionização para a esquerda.
  • CO efeito do íon comum diminui, e não aumenta, o grau de ionização.
  • EEm pequena quantidade o HCl é consumido pelo tampão e o pH quase não varia.

Assuntos: equilíbrio iônico, efeito do íon comum, solução-tampão.

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Fonte: IME 2021 · Prova objetiva. Prova oficial ↗