PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 26 da UFPR 2008

1ª fase · Química: Equilíbrio iônico: Ka, Kb e grau de ionização

Considere a dissolução de 0,10 mol de cada um dos ácidos relacionados na tabela abaixo, separadamente, em 1,0 litro de água.

Ácido Fórmula K_{\text{a}}
Acético \ce{H3CCOOH} 1{,}8 \times 10^{-5}
Fluorídrico \ce{HF} 7{,}0 \times 10^{-4}
Fórmico \ce{HCOOH} 1{,}8 \times 10^{-4}

De acordo com as informações da tabela e com base nos conhecimentos sobre ácidos fracos e pH, compare os três ácidos entre si e considere as seguintes afirmativas:

  1. O ácido acético pode ser considerado o ácido mais forte, pois apresenta o menor valor de K_{\text{a}}.
  2. O ácido fluorídrico é um ácido inorgânico, que possui o maior valor de K_{\text{a}}; portanto, é o ácido mais forte.
  3. A solução de ácido fórmico exibirá o menor valor de pH.
  4. A solução de ácido acético apresentará o maior valor de pH.

Assinale a alternativa correta.

  1. A
    Somente a afirmativa 4 é verdadeira.
  2. B
    Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras.
  3. C
    Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras.
  4. D
    Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras.
  5. E
    Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras.
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Resolução comentada

Para ácidos fracos de mesma concentração, quanto maior o K_a, maior a ionização, maior a [\ce{H+}] e menor o pH. Ou seja, o ácido mais forte é o de maior K_a.

Ordem dos K_a: \ce{HF} (7{,}0\times10^{-4}) > \ce{HCOOH} (1{,}8\times10^{-4}) > \ce{H3CCOOH} (1{,}8\times10^{-5}).

Como todas as soluções têm 0{,}10\ \text{mol/L}, vale [\ce{H+}]\approx\sqrt{K_a\cdot 0{,}10}:

  1. Acético: \sqrt{1{,}8\times10^{-6}}\approx1{,}3\times10^{-3}, pH ≈ 2,9.
  2. Fórmico: \sqrt{1{,}8\times10^{-5}}\approx4{,}2\times10^{-3}, pH ≈ 2,4.
  3. Fluorídrico: \sqrt{7{,}0\times10^{-5}}\approx8{,}4\times10^{-3}, pH ≈ 2,1.

Análise das afirmativas:

  • Afirmativa 1: falsa. O acético tem o menor K_a, logo é o mais fraco.
  • Afirmativa 2: o HF é inorgânico e tem o maior K_a, mas a conclusão "mais forte" entre os três é correta. Porém, a afirmativa é verdadeira? Sim: é o mais forte entre os comparados. Assim, a 2 é verdadeira.
  • Afirmativa 3: falsa. O menor pH é o da solução de HF, não a do fórmico.
  • Afirmativa 4: verdadeira. O acético é o mais fraco e dá o maior pH.

Portanto, são verdadeiras as afirmativas 2 e 4.

Alternativa D.

Pegadinha: A afirmativa 1 inverte a relação entre Ka e força do ácido (menor Ka seria mais forte), e a 3 troca o fórmico pelo fluorídrico como o de menor pH.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AIgnora que a afirmativa 2 também é verdadeira: o HF é inorgânico e tem o maior Ka.
  • BConsidera verdadeira a 1, mas o menor Ka indica o ácido mais fraco, não o mais forte.
  • CConsidera verdadeira a 3, mas o menor pH é o da solução de HF, que tem maior Ka.
  • EInclui as afirmativas 1 e 3, ambas falsas, e exclui a 4, que é verdadeira.

Assunto: Equilíbrio iônico: Ka, Kb e grau de ionização.

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Fonte: UFPR 2008 · 1ª fase. Prova oficial ↗