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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 9 (Química) do ITA 2015

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

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro = 6,02 \times 10^{23}\text{ mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9,65 \times 10^4\text{ C mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ A s mol}^{-1} = 9,65 \times 10^4\text{ J V}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Volume molar de gás ideal = 22,4\text{ L} (CNTP)
Carga elementar = 1,602 \times 10^{-19}\text{ C}
Constante dos gases (R) = 8,21 \times 10^{-2}\text{ atm L K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 8,31\text{ J K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 1,98\text{ cal K}^{-1}\text{ mol}^{-1} = 62,4\text{ mmHg L K}^{-1}\text{ mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9,81\text{ m s}^{-2}

DEFINIÇÕES

Pressão de 1\text{ atm} = 760\text{ mmHg} = 101\ 325\text{ N m}^{-2} = 760\text{ Torr} = 1,01325\text{ bar}
1\text{ J} = 1\text{ N m} = 1\text{ kg m}^2\text{ s}^{-2}
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0\ ^\circ\text{C} e 760\text{ mmHg}
Condições ambientes: 25\ ^\circ\text{C} e 1\text{ atm}
Condições-padrão: 1\text{ bar} ; concentração das soluções = 1\text{ mol L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido . (\ell) = líquido . (g) = gás . (aq) = aquoso . (CM) = circuito metálico . (conc) = concentrado .
(ua) = unidades arbitrárias . [\text{X}] = concentração da espécie química X em \text{mol L}^{-1}.

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g.mol}^{-1}) Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g.mol}^{-1})
H 1 1,01 K 19 39,10
Li 3 6,94 Ca 20 40,08
B 5 10,81 Cr 24 52,00
C 6 12,01 Mn 25 54,94
N 7 14,01 Fe 26 55,85
O 8 16,00 Zn 30 65,38
F 9 19,00 Br 35 79,90
Na 11 22,99 Ag 47 107,90
P 15 30,97 Pt 78 195,08
S 16 32,07 Hg 80 200,59
Cl 17 35,45 Pu 94 238

O grau de dissociação, \alpha, do ácido acético em solução aquosa 0{,}10\ \text{mol}\ \text{L}^{-1} é 100 vezes menor que o do ácido clorídrico também em solução aquosa 0{,}10\ \text{mol}\ \text{L}^{-1}. Com base nestas informações, pode-se afirmar que o pH da solução aquosa do ácido acético 0{,}10\ \text{mol}\ \text{L}^{-1} é

  1. A
    zero.
  2. B
    um.
  3. C
    dois.
  4. D
    três.
  5. E
    quatro.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O grau de dissociação \alpha é a fração das moléculas do ácido que se ionizam. A concentração de \ce{H+} liberada é [\ce{H+}] = \alpha \cdot C, onde C é a concentração do ácido.

  1. HCl é ácido forte, então \alpha_{HCl} \approx 1 (100%).
  2. O enunciado diz que o do ácido acético é 100 vezes menor: \alpha_{HAc} = \dfrac{1}{100} = 0{,}01.
  3. Concentração de íons \ce{H+} no ácido acético:
[\ce{H+}] = \alpha \cdot C = 0{,}01 \times 0{,}10 = 1\times10^{-3}\ \text{mol/L}
  1. Cálculo do pH:
\text{pH} = -\log[\ce{H+}] = -\log(10^{-3}) = 3

Portanto, o pH da solução de ácido acético é três.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ACorresponde a [\ce{H+}]=1 mol/L, o que não ocorre nem para o HCl 0,10 mol/L (pH = 1).
  • BÉ o pH do HCl 0,10 mol/L, com \alpha = 1; ignora que o ácido acético se dissocia 100 vezes menos.
  • CCorresponde a \alpha = 0,1 (10 vezes menor), e não 100 vezes menor.
  • ECorresponderia a \alpha = 10^{-3} (1000 vezes menor).

Assuntos: Equilíbrio iônico: Ka, Kb e grau de ionização, pH, pOH e indicadores.

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Fonte: ITA 2015 · Química. Prova oficial ↗