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Questão 20 da UFPR 2007

1ª fase · Química: pH, pOH e indicadores

Uma empresa de água mineral escreve no rótulo de sua garrafa de 500 mL que a água apresenta pH = 7,3. Com base nessa informação, assinale a alternativa correta.

Dados: 10^{-7,3} = 5 \times 10^{-8}; 10^{-6,7} = 2 \times 10^{-7}; Número de Avogadro = 6,022 \times 10^{23}.

  1. A
    A concentração de íons hidrogênio (\text{[}\text{H}^+\text{]}), usada para calcular o pH, é determinada em gramas de íons \ce{H+} por litro de água (g/L).
  2. B
    A informação do rótulo indica que existem 3,011 \times 10^{16} íons \ce{H+} na garrafa.
  3. C
    Essa água mineral é considerada uma água ácida.
  4. D
    Existem 2 \times 10^{-7} mols de íons \ce{OH-} na garrafa.
  5. E
    A água mineral contém íons \ce{H+} e íons \ce{OH-}.
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Resolução comentada

Para pH = 7,3, vale [\ce{H+}] = 10^{-7,3} = 5\times10^{-8}\ \text{mol/L}. Como \text{pH}+\text{pOH}=14 (25 °C), pOH = 6,7, logo [\ce{OH-}] = 10^{-6,7} = 2\times10^{-7}\ \text{mol/L}.

A garrafa tem 500 mL = 0,5 L. Vamos testar cada afirmação.

(A) Falsa. A concentração usada no pH é em mol/L, não em g/L.

(B) Quantidade de \ce{H+}: n = 5\times10^{-8}\times0{,}5 = 2{,}5\times10^{-8}\ \text{mol}. Número de íons: 2{,}5\times10^{-8}\times6{,}022\times10^{23}\approx1{,}5\times10^{16}. Não dá 3{,}011\times10^{16} (esse valor sairia de usar 5\times10^{-8} mol, esquecendo de multiplicar por 0,5 L).

(C) Falsa. Em 25 °C, pH acima de 7 indica meio levemente básico.

(D) Em 0,5 L: n = 2\times10^{-7}\times0{,}5 = 1\times10^{-7}\ \text{mol}. O valor 2\times10^{-7} é a concentração em mol/L, não a quantidade de mols na garrafa.

(E) Verdadeira. Toda solução aquosa contém \ce{H+} e \ce{OH-}, vindos da autoionização da água. Aqui, [\ce{OH-}] > [\ce{H+}], mas os dois existem.

Alternativa E.

Pegadinha: As alternativas B e D enganam quem usa a concentração (mol/L) como se fosse a quantidade total, sem multiplicar pelo volume de 0,5 L.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aa concentração do pH é dada em mol/L, não em g/L.
  • Besquece o volume de 0,5 L; o correto é cerca de 1{,}5\times10^{16} íons.
  • CpH 7,3 é maior que 7, ou seja, levemente básico, não ácido.
  • D2\times10^{-7} é a concentração em mol/L; na garrafa de 0,5 L há 1\times10^{-7} mol.

Assuntos: pH, pOH e indicadores, Mol, massa molar e constante de Avogadro.

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Fonte: UFPR 2007 · 1ª fase. Prova oficial ↗