A indústria alimentícia emprega várias substâncias químicas para conservar os alimentos e garantir que eles se mantenham adequados para consumo após a fabricação, transporte e armazenagem nos pontos de venda. Dois exemplos disso são o nitrato de sódio adicionado nos produtos derivados de carnes e o sorbato de potássio, proveniente do ácido sórbico
fabricação de queijos.
As soluções aquosas dos sais de nitrato de sódio e de sorbato de potássio têm, respectivamente, pH
a) igual a 7; maior que 7 .
b) igual a 7 ; menor que 7 .
c) menor que 7 ; igual a 7 .
d) menor que 7 ; maior que 7 .
a) igual a 7; maior que 7 .
b) igual a 7 ; menor que 7 .
c) menor que 7 ; igual a 7 .
d) menor que 7 ; maior que 7 .
Passo 1
O enunciado pede que identifiquemos o pH das soluções aquosas de dois sais: o nitrato de sódio e o sorbato de potássio. As informações dadas são:
- O sal nitrato de sódio (NaNO
) está em solução aquosa. - O sal sorbato de potássio (K-sorbato), derivado do ácido sórbico
, está em solução aquosa. - A constante de acidez do ácido sórbico é
(a ).
As perguntas implícitas:
- Qual é o pH da solução aquosa de nitrato de sódio?
- Qual é o pH da solução aquosa de sorbato de potássio?
Passo 2
Primeiro, vamos entender de forma prática o que determina se a solução de um sal é ácida, básica ou neutra. Um sal é formado por um cátion (doador positivo) e um ânion (doador negativo). Cada um pode ser a base conjugada de um ácido ou o ácido conjugado de uma base. Regras simples e úteis para a prova:
- Se o cátion vem de uma base forte (ex.: Na
de NaOH) e o ânion vem de um ácido forte (ex.: NO de HNO ), nenhum dos íons hidrolisa a água de forma significativa → solução neutra ( a ). - Se o ânion é a base conjugada de um ácido fraco (ou seja, vem de um ácido fraco), esse ânion pode reagir com água e gerar
→ solução básica ( ). - Se o cátion é o ácido conjugado de uma base fraca, ele pode reagir com água liberando
→ solução ácida ( ).
A reação de hidrólise genérica do ânion
(base conjugada de
) é:
A constante associada é
, que pode ser obtida por
onde
é o produto iônico da água (
a
) e
é a constante de acidez do ácido conjugado
.
Passo 3
Aplicando isso ao nitrato de sódio, NaNO
:
- O cátion é
, originado da base forte NaOH. não hidrolisa a água de modo relevante. - O ânion é
, originado do ácido forte HNO . também não hidrolisa a água de modo relevante.
Portanto, nenhum dos íons altera o equilíbrio ácido-base da água, e a solução é essencialmente neutra. Conclusão: pH da solução de NaNOé igual a 7 (a ).
Passo 4
Aplicando ao sorbato de potássio, cuja base conjugada chamaremos de
(
):
- O cátion
vem da base forte KOH e não hidrolisa a água de modo significativo. - O ânion
é a base conjugada do ácido sórbico (cuja ). Como é um ácido fraco, sua base conjugada hidrolisa a água seguindo
Isto gera
em solução, tornando-a básica, ou seja,
.
Para reforçar o raciocínio e mostrar o que se faz em prova se for pedido estimar o pH: calcule
pela relação
Mesmo sendo
pequeno (hidrolisação fraca), ele é maior que zero, logo há produção de
e a solução é básica. Se soubéssemos a concentração inicial do sal, poderíamos estimar
usando a aproximação (para diluições típicas):
onde
é a concentração molar do ânion. Em seguida calcularíamos
e
. Exemplo rápido (apenas ilustrativo): para
,
o que daria
e
— ou seja, básico. O número exato depende da concentração, mas a conclusão qualitativa (básico) é independente dela.
Passo 5
Resumo prático para a prova (regra rápida): sal de ácido forte + base forte → solução neutra; sal de ácido fraco + base forte → solução básica; sal de ácido forte + base fraca → solução ácida. Aplicando ao caso: NaNO
(ácido forte + base forte) → neutro; K-sorbato (base conjugada de ácido fraco + cátion de base forte) → básico.
Resposta
a) igual a 7; maior que 7.