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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 17 (Química) do ITA 2018

Química · Química: pH, pOH e indicadores

Texto-base das questões 01 a 20 · Química

Constante de Avogadro (\text{N}_\text{A}) = 6{,}02 \times 10^{23}\ \text{mol}^{-1}
Constante de Faraday (F) = 9{,}65 \times 10^4\ \text{C}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{A}\ \text{s}\ \text{mol}^{-1} = 9{,}65 \times 10^4\ \text{J}\ \text{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}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 8{,}31\ \text{J}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 1{,}98\ \text{cal}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1} = 62{,}4\ \text{mmHg}\ \text{L}\ \text{K}^{-1}\ \text{mol}^{-1}
Constante gravitacional (g) = 9{,}81\ \text{m}\ \text{s}^{-2}
Constante de Planck (h) = 6{,}626 \times 10^{-34}\ \text{m}^2\ \text{kg}\ \text{s}^{-1}
Velocidade da luz no vácuo = 3{,}0 \times 10^8\ \text{m}\ \text{s}^{-1}
Número de Euler (e) = 2{,}72

DEFINIÇÕES

Pressão: 1\ \text{atm} = 760\ \text{mmHg} = 1{,}01325 \times 10^5\ \text{N}\ \text{m}^{-2} = 760\ \text{Torr} = 1{,}01325\ \text{bar}
Energia: 1\ \text{J} = 1\ \text{N}\ \text{m} = 1\ \text{kg}\ \text{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}\ \text{L}^{-1} (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(\text{s}) = \text{sólido}. (\ell) = \text{líquido}. (\text{g}) = \text{gás}. (\text{aq}) = \text{aquoso}. (\text{CM}) = \text{circuito metálico}. (\text{conc}) = \text{concentrado}.
(\text{ua}) = \text{unidades arbitrárias}. [\text{X}] = \text{concentração da espécie química X em mol}\ \text{L}^{-1}

MASSAS MOLARES

Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1}) Elemento Químico Número Atômico Massa Molar (\text{g}\ \text{mol}^{-1})
H 1 1,01 Fe 26 55,85
He 2 4,00 Cu 29 63,55
C 6 12,01 Zn 30 65,38
N 7 14,01 Br 35 79,90
O 8 16,00 Pt 78 195,08
Na 11 22,99 Pb 82 207,2
S 16 32,06 Ra 88 (não possui isótopos estáveis)
Cl 17 35,45 U 92 238,03
Ca 20 40,08

Sobre indicadores de pH, é ERRADO afirmar que

  1. A
    são ácidos ou bases fracas.
  2. B
    em solução aquosa são usados como tampão.
  3. C
    geralmente possuem anéis aromáticos em sua estrutura molecular.
  4. D
    devem apresentar mínima interferência no sistema químico de interesse.
  5. E
    respondem à presença de íons hidrogênio em solução aquosa por deslocamento de equilíbrio entre as formas associada e ionizada.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Um indicador ácido-base é um ácido fraco (HInd) ou uma base fraca cuja forma associada e cuja forma ionizada têm cores diferentes:

\ce{HInd <=> H+ + Ind-}

Quando a concentração de \ce{H+} muda, o equilíbrio se desloca, e a cor que predomina também muda. Isso torna corretas as alternativas A e E.

Os indicadores costumam ter anéis aromáticos conjugados, que absorvem luz visível e dão cor às formas (fenolftaleína, alaranjado de metila). A alternativa C está correta.

Usa-se uma quantidade muito pequena de indicador, só algumas gotas. Assim ele não altera o pH nem a composição do sistema que está sendo analisado, e a alternativa D está correta.

A alternativa B afirma que os indicadores servem como tampão, e isso é falso. Uma solução tampão precisa de quantidades grandes e comparáveis do par ácido-base conjugado para resistir a variações de pH. O indicador está presente em concentração mínima e não tem capacidade tamponante. Ele apenas sinaliza o pH, sem controlá-lo. Se funcionasse como tampão, interferiria no sistema, contrariando D.

Portanto, a afirmação errada é a B.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AVerdadeira: indicadores são ácidos ou bases fracas, com formas de cores diferentes.
  • CVerdadeira: os anéis aromáticos conjugados são responsáveis pela cor.
  • DVerdadeira: usa-se pouquíssimo indicador para não alterar o sistema.
  • EVerdadeira: a mudança de [\ce{H+}] desloca o equilíbrio entre as formas associada e ionizada.

Assunto: pH, pOH e indicadores.

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Fonte: ITA 2018 · Química. Prova oficial ↗