A metilamina, \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{NH}_{2}, proveniente da decomposição de certas proteínas, responsáveis pelo desagradável cheiro de peixe, é uma substância gasosa, solúvel em água. Em soluções aquosas de metilamina ocorre o equilibrio:
\begin{aligned} & \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{NH}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\ell) \rightleftharpoons \\\ & \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{NH}_{3}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq}) \end{aligned}
OpH de uma solução aquosa de metilamina será maior, menor ou igual a 7 ? Explique.

Passo 1

O enunciado pergunta se o pH de uma solução aquosa de metilamina será maior, menor ou igual a 7.
Informações fornecidas: a metilamina participa do equilíbrio (texto e reação dados no enunciado):
\mathrm{CH}_{3}-\mathrm{NH}_{2}(\mathrm{g})+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}(\ell)\rightleftharpoons \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{NH}_{3}^{+}(\mathrm{aq})+\mathrm{OH}^{-}(\mathrm{aq})
Também é dito que a metilamina é solúvel em água e provém da decomposição de proteínas. Não há valores numéricos fornecidos (como constantes), apenas o equilíbrio químico.

Passo 2

O que significa ser ácido ou base na reação dada (conceito Brønsted–Lowry): um ácido doa um próton \mathrm{H}^{+} e uma base aceita um próton. Na reação mostrada, \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{NH}_{2} recebe um próton do \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}, formando \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{NH}_{3}^{+}. Portanto \mathrm{CH}_{3}-\mathrm{NH}_{2} age como uma base de Brønsted (aceita próton).
Por que isso altera o pH: o produto da reação é \mathrm{OH}^{-} (hidróxido). A presença de \mathrm{OH}^{-} em solução aquosa aumenta a basicidade da solução — isto é, aumenta a concentração de íons hidroxila [\,\mathrm{OH}^{-}\,]. Se compararmos com água pura (onde [\,\mathrm{H}^{+}\,]=[\,\mathrm{OH}^{-}\,]=10^{-7}\\ \mathrm{mol\;L^{-1}} a 25^\circ\mathrm{C}), a adição de uma base que gera \mathrm{OH}^{-} faz com que [\,\mathrm{OH}^{-}\,] se torne maior que 10^{-7}.

Passo 3

Definições e relação úteis (aulas rápidas):
  • Definição de pH: \displaystyle pH = -\log[\,\mathrm{H}^{+}\,].
  • Definição de pOH: \displaystyle pOH = -\log[\,\mathrm{OH}^{-}\,].
  • Relação entre pH e pOH (a 25^\circ\mathrm{C}): \displaystyle pH + pOH = 14.
  • Constante de autoionização da água: \displaystyle K_w = [\,\mathrm{H}^{+}\,][\,\mathrm{OH}^{-}\,] = 10^{-14} (a 25^\circ\mathrm{C}).
    Essas fórmulas significam que se [\,\mathrm{OH}^{-}\,] aumenta (fica maior que 10^{-7}), então pOH diminui (fica menor que 7) e, pela relação, pH aumenta (fica maior que 7).

Passo 4

Aplicando ao caso: como a reação produz \mathrm{OH}^{-}, teremos [\,\mathrm{OH}^{-}\,] > 10^{-7} (comparado com água pura). Logo pOH < 7. Pelo relacionamento pH + pOH = 14, resulta que pH > 7. Outra maneira direta de ver: usando [\,\mathrm{H}^{+}\,] = \dfrac{K_w}{[\,\mathrm{OH}^{-}\,]}, se [\,\mathrm{OH}^{-}\,] aumenta então [\,\mathrm{H}^{+}\,] diminui (ficando menor que 10^{-7}), e pH = -\log[\,\mathrm{H}^{+}\,] aumenta para valores maiores que 7.
Observação prática: a metilamina é uma base fraca (não se ioniza completamente), então a solução não ficará extremamente básica (não espere pH 14), mas definitivamente ficará básica, isto é, com pH>7. Em prova, se pedirem justificativa curta, diga que a base aceita próton e gera \mathrm{OH}^{-}, aumentando [\,\mathrm{OH}^{-}\,] e, portanto, fazendo pH>7.

Resposta

Maior que 7.

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