Ácidos e bases são substâncias essenciais em diversas a...

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Q920473

Ano: 2018 Banca: Quadrix Órgão: SEDUC-GO Prova: Quadrix - 2018 - SEDUCE-GO - Professor de Nível III - Química |

Q920473 Química

Ácidos e bases são substâncias essenciais em diversas aplicações da química. Para uma aula experimental, foram utilizadas duas soluções, uma de ácido sulfúrico (H₂SO₄) 0,01 mol L^-1, e outra de hidróxido de potássio (KOH) 1,30 mol L^-1. Para o experimento, foram misturados 100 mL da solução ácida e 10 mL da solução básica, sendo analisado o comportamento da reação.
Com base nessa situação hipotética, assinale a alternativa que apresenta o valor do pH da solução formada após a realização da mistura.

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Esta questão abrange o conceito de soluções formadas por misturas de ácidos e bases. De acordo com o enunciado, ocorre a seguinte reação de neutralização:

H₂SO_4(aq) + 2 KOH_(aq) → K₂SO_4(aq) + 2 H₂O_(l)

Para saber o pH da solução é necessário saber a concentração de íons H⁺ ou OH^-presentes na solução ao fim da reação de neutralização. Sendo assim, observemos os dados e a resolução da questão:

Dados:
M (H₂SO₄) = 0,01 mol L^-1;
M (KOH) = 1,30 mol L^-1;
V (H₂SO₄) = 100 mL = 0,1 L;
V (KOH) = 10 mL = 0,01 L.

Resolução:
1) Para saber o número de mols (n) das espécies ao final da reação é preciso primeiramente saber o número de mols iniciais do ácido e da base, que pode ser calculado pela multiplicação da concentração (M) pelo volume da solução (V):

n = M ∙ V
n (H₂SO₄) = M (H₂SO₄) ∙ V (H₂SO₄) = 0,01 ∙ 0,1 = 0,001 mols
n (KOH) = M (KOH) ∙ V (KOH) = 1,30 ∙ 0,01 = 0,013 mols

2) Com o número de mols inicial podemos saber o número de mols das espécies após a reação:
H₂SO₄ + 2 KOH → K₂SO₄ + 2 H₂O
Início 0,001 0,013 0 0
Reação -0,001 -0,002 +0,001 +0,002
Fim 0 0,011 0,001 0,002

3) De acordo com o número de mols inicial é possível observar que a base está em excesso e que ao final da reação sobraram íons OH^- na solução. Sendo assim, é possível calcular o pOH e, posteriormente, o pH:

pOH = - log [OH^-] = - log (0,011/0,11) = - log (0,1) = - log (10^-¹) = 1
pOH + pH = 14
pH = 14 - 1 = 13

Gabarito do Professor: Letra E.

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Comentários

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O gabarito está errado. A resposta certa é a letra D

Marcelo, o gabarito está correto.

A reação desse ácido com esta base é:

H2SO4 + 2 KOH -> K2SO4 + 2 H2O

Foram misturados:

H2SO4= 0,1L x 0,01 mol/L = 0,001 mol

KOH = 0,01L x 1,30 mol/L = 0,013 mol

Pela estequiometria "1:2", percebe-se que para cada mol de ácido reagido, reage também 2 mol da base. Como foi reagido 0,001 mol de ácido, então o dobro foi reagido de base: 0,002 mol. Assim, todo o ácido foi reagido sobrando da base: 0,013-0,002= 0,011 mol.

O volume final da mistura é 100 ml do ácido + 10 ml da base, totalizando 110 ml ou 0,11 L

Concentração de [OH-] = 0,011 mol / 0,11 L = 0,1 mol/L = 10^-1 mol/L

pOH = - log [OH-]

[OH-] = 10^-pOH, em mol/L

pOH=1

Como ele pediu o pH:

pH + pOH = 14

pH+1=14

pH=13

Gabarito E

A resposta correta é a letra E, pois sobra um excesso de nº de mols de KOH, sendo que o volume final é 110 mL.

Ao fazermos a concentração de íons OH-, temos 0,1 mol/L, calculando pH, tem-se 13.

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