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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 15 (1º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2013

1º semestre · 1º dia · Química: pH, pOH e indicadores

As soluções indicadoras são usadas para avaliar o pH do meio através da mudança da coloração. A fenolftaleína, em meio ácido, apresenta coloração incolor. Já em meio alcalino, sua coloração é rósea. Suponha que as seguintes soluções e reagente estejam disponíveis em um laboratório.

Balão volumétrico contendo Solução A: HCl 0,200 mol/L Balão volumétrico contendo Solução B: NaOH 0,100 mol/L Frasco de H2SO4 com rótulo informando: Densidade: 1,8 g/mL; Pureza: 100%; Validade: 12/2016

Considerando-se o exposto, responda:

a) Ao misturar 50 mL da solução A com 50 mL da solução B, qual o valor do pH e qual a cor da solução na presença do indicador? Considere: \log 5 = 0{,}7. (2,0 pontos)

b) Calcule o volume que deve ser retirado do frasco de ácido sulfúrico para preparar 1,0 L de uma solução de \ce{H2SO4} na concentração de 5{,}0 \times 10^{-3}\ \text{mol/L}. (2,0 pontos)

c) Calcule o pH da solução de \ce{H2SO4} preparada na concentração 5{,}0 \times 10^{-3}\ \text{mol/L}. (1,0 ponto)

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Resolução comentada

Resolução comentada

a) Primeiro calculamos a quantidade de matéria de cada reagente:

  • n_{\ce{HCl}} = 0{,}200 \times 0{,}050 = 1{,}0\times10^{-2}\ \text{mol}
  • n_{\ce{NaOH}} = 0{,}100 \times 0{,}050 = 5{,}0\times10^{-3}\ \text{mol}

A reação é \ce{HCl + NaOH -> NaCl + H2O}, na proporção 1:1. O \ce{NaOH} é totalmente consumido e sobram 5{,}0\times10^{-3}\ \text{mol} de \ce{HCl}, ou seja, de \ce{H+}.

O volume final é 100\ \text{mL} = 0{,}100\ \text{L}. Então:

[\ce{H+}] = \frac{5{,}0\times10^{-3}}{0{,}100} = 5{,}0\times10^{-2}\ \text{mol/L}
\text{pH} = -\log(5\times10^{-2}) = 2 - \log 5 = 2 - 0{,}7 = 1{,}3

O meio é ácido, e a fenolftaleína fica incolor em meio ácido.

pH = 1,3; solução incolor.

b) A massa molar do \ce{H2SO4} é 2(1) + 32 + 4(16) = 98\ \text{g/mol}.

  1. Quantidade de matéria necessária: n = 5{,}0\times10^{-3}\ \text{mol/L} \times 1{,}0\ \text{L} = 5{,}0\times10^{-3}\ \text{mol}.
  2. Massa correspondente: m = 5{,}0\times10^{-3} \times 98 = 0{,}49\ \text{g}.
  3. Como a pureza é 100%, essa massa é de ácido puro. Com densidade de 1{,}8\ \text{g/mL}:
V = \frac{0{,}49}{1{,}8} \approx 0{,}27\ \text{mL}

Volume ≈ 0,27 mL.

c) Admitindo ionização total do ácido (aproximação usual na prova), cada mol de \ce{H2SO4} libera 2 mol de \ce{H+}:

\ce{H2SO4 -> 2H+ + SO4^{2-}}
[\ce{H+}] = 2 \times 5{,}0\times10^{-3} = 1{,}0\times10^{-2}\ \text{mol/L}
\text{pH} = -\log(10^{-2}) = 2

pH = 2.

Assuntos: pH, pOH e indicadores, Neutralização e reações ácido-base, Concentração de soluções.

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Ver como caiu na prova Questão 15 no caderno Grupo 1 da 2ª etapa da UFG 2013

Fonte: UFG 2ª etapa 2013 · 1º semestre · 1º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗