(Pucrj 2015) Sobre uma bancada, há cinco frascos de soluções aquosas de um ácido, bases e sais na temperatura de
. Nessa temperatura, o produto iônico da água
é
. Assim, a concentração de
, em
, representada por
, na solução de
a) ácido acético é menor que
b) cloreto de amônio é maior que
c) hidróxido de amônio é maior que
d) cloreto de potássio é maior que
a) ácido acético é menor que
b) cloreto de amônio é maior que
c) hidróxido de amônio é maior que
d) cloreto de potássio é maior que
Passo 1
O enunciado dá as seguintes informações e pede para comparar a concentração de íons
de certas soluções com
(valor de neutralidade a
):
- O produto iônico da água é
. - Há soluções de:
(ácido acético), (cloreto de amônio), ou (hidróxido / solução de amônia) e (cloreto de potássio). - As afirmações a verificar são:
a)na solução de ácido acético é menor que .
b)na solução de cloreto de amônio é maior que .
c)na solução de hidróxido de amônio é maior que .
d)na solução de cloreto de potássio é maior que .
Passo 2
Conceitos essenciais (rápida aula):
- Em água pura a
, . Daí o ponto neutro tem . - Definição prática: se
a solução é ácida; se é básica; se igual, é neutra. - Ácidos aumentam
, bases aumentam (diminuindo pela relação com ). - Sais: se forem formados por um ácido forte e uma base forte produzem solução neutra; se contiverem o cátion de uma base fraca (ex.:
) ou o ânion de um ácido fraco (ex.: ), haverá hidrólise que altera .
Passo 3
Análise de
(opção d):
-
vem de (base forte) e (ácido forte). Nem nem hydrolysam de modo relevante. - Logo a solução é praticamente neutra e
. Portanto a afirmação "maior que " é falsa.
Passo 4
Análise de
(ácido acético, opção a):
-
é um ácido fraco; há dissociação parcial: - Essa dissociação gera
na solução, logo em condições normais (concentrações usuais de frascos de laboratório) . - A assertiva que diz que
é, portanto, falsa. (Observação: somente se a solução de ácido acético fosse extremamente diluída, com concentração menor que , poderia ocorrer ; mas o enunciado assume soluções típicas.)
Passo 5
Análise de
(cloreto de amônio, opção b) — explicação didática e cálculo ilustrativo:
-
fornece , que é o ácido conjugado da amônia ( ), uma base fraca. sofre hidrólise ácida: gerando e deixando a solução ácida. Logo qualitativamente . - Para ver numericamente que isso é realista, usamos a relação
. Tomando o valor típico , obtemos: - Se a concentração do sal for, por exemplo,
(valor típico), a hidrólise direta dá uma aproximação para o aumento de : Esse é adicional acima do de água pura, e já vale , muito maior que . - Conclusão: a afirmação b) é correta.
Passo 6
Análise de
/ solução de amônia (hidróxido de amônio, opção c):
-
em água age como uma base fraca: - Isso aumenta
e, pela relação , diminui . Assim espera-se . - Exemplo numérico (para
): Então bem menor que . - Logo a afirmação "maior que
" é falsa.
Passo 7
Resumo final das quatro opções com base no raciocínio acima:
- a) falsa (ácido fraco aumenta
, logo não é menor que ). - b) verdadeira (cátion
hidrólisa e aumenta ). - c) falsa (base fraca diminui
). - d) falsa (sal de ácido forte + base forte resulta em solução neutra,
).
Resposta
(b)