gasoso é produzido pela combustão de combustíveis contendo enxofre. Explique como -
na atmosfera produz chuva ácida. Qual o pH de uma gota de água que adsorveu
de
? Considere
e o volume de uma gota de água como 0,05
(considere que na CNTP 1 mol ocupa
)
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
- Explicar como o
na atmosfera produz chuva ácida (mecanismo qualitativo). - Calcular o pH de uma gota de água que adsorveu
de .
Informações dadas e assumidas:
- Reação de dissolução:
. - Primeira dissociação:
com (ou seja, ). - Volume da gota:
. - Na CNTP,
mol de gás ocupa . - Assumo que todo o
gasoso adsorvido forma na gota (ou seja, número de mols de = número de mols de inicial). - Objetivo numérico: encontrar
.
Passo 2
Breve aula didática (mecânica da chuva ácida com
, em linguagem simples):
- O
formado na queima de combustíveis sobe para a atmosfera. Parte dele dissolve-se em gotas de água (nuvens, neblina) segundo a reação . - O ácido formado (
, ácido sulfuroso) é um ácido fraco: ele libera parcialmente segundo . Esses prótons livres diminuem o pH da gota, tornando-a ácida. - Além disso, na atmosfera ocorrem oxidações (radicais
, , etc.) que transformam em e, em presença de água, formam (ácido sulfúrico), que é muito mais forte e agrava a acidez das chuvas. - Resultado prático: gotas com
dissolvido têm pH baixo; quando caem, constituem a chamada chuva ácida, que danifica solos, plantas, construções e ecossistemas aquáticos.
Passo 3
Calcular os mols de
adsorvidos na gota.
Converter volume de gás para litros:
Usar o volume molar na CNTP (
) para achar mols:
Passo 4
Determinar a concentração inicial de
na gota (assumindo que todo
formou
).
Volume da gota em litros:
Concentração inicial
de
:
Arredondando convenientemente:
Passo 5
Montar o equilíbrio ácido e a equação de equilíbrio.
Escrevemos a dissociação:
Definimos
gerado pela dissociação na gota (assumindo que inicialmente a água não contribui significativamente). No equilíbrio:
A expressão de
é:
Substituindo
e
, obtemos a equação:
Rearranjando para formar a quadrática:
Calcular o termo constante:
Portanto a equação é
Resolver pela fórmula de Bhaskara (ficamos com a raiz positiva):
Calcular o discriminante:
Raiz do discriminante:
Logo
Portanto
(Verificação rápida:
não é muito pequeno comparado a
, por isso foi correto resolver a quadrática sem aproximar
.)
Passo 6
Calcular o pH da gota:
Usar a definição
Substituindo
,
Arredondando conforme precisão dos dados, podemos citar
. Isso está muito próximo do valor indicado na resposta sugerida (
), diferenças menores vêm de arredondamentos e aproximações usadas.