Questão 12. O gás contido em um cilindro metálico, após a abertura da válvula do cilindro, fol borbulhado em água contendo o indicador fenolftaleína. Obteve-se solução acentuadamente avermelhada. O gás em questão poderá ser: (responda e justifique a questão)
a) amônia.
b) dióxido de carbono.
c) dióxido de enxofre.
d) cloreto de hidrogênio
e) nitrogênio.

Passo 1

O enunciado nos diz que um gás foi borbulhado em água que continha o indicador fenolftaleína e o resultado foi uma “solução acentuadamente avermelhada”. O que se pede: identificar qual dos gases listados pode provocar esse efeito e justificar a escolha. As alternativas são:
a) \mathrm{NH_3} (amônia)
b) \mathrm{CO_2} (dióxido de carbono)
c) \mathrm{SO_2} (dióxido de enxofre)
d) \mathrm{HCl} (cloreto de hidrogênio)
e) \mathrm{N_2} (nitrogênio)

Passo 2

O que faz a cor mudar: o indicador fenolftaleína. Vamos aprender a usar essa informação de forma prática. A fenolftaleína tem comportamento típico:
  • Em meio ácido e neutro a levemente básico ela é incolor.
  • Em meio básico ela fica rosa/avermelhada.
    O intervalo de viragem da fenolftaleína é aproximadamente \text{pH}\approx 8{,}2 até \text{pH}\approx 10{,}0. Ou seja, para a solução ficar acentuadamente avermelhada é porque o meio ficou básico com \text{pH} maior que cerca de 8{,}2. Essa é a peça-chave: gas que ao dissolver em água gera bases (íon \mathrm{OH^-}) torna a fenolftaleína rosa; gases que geram ácidos tornam a fenolftaleína incolor.

Passo 3

Análise da amônia, \mathrm{NH_3}. Ao borbulhar \mathrm{NH_3} em água ocorre a reação de equilíbrio:
\mathrm{NH_3 + H_2O \rightleftharpoons NH_4^+ + OH^-}
Aqui a água atua como doadora de próton e gera íons \mathrm{OH^-}. A presença de \mathrm{OH^-} torna a solução básica; com quantidade suficiente o \text{pH} sobe bem acima de 8{,}2 e a fenolftaleína fica visivelmente rosa/avermelhada. Portanto \mathrm{NH_3} explica perfeitamente a observação.

Passo 4

Análise do dióxido de carbono, \mathrm{CO_2}. Ao dissolver em água:
\mathrm{CO_2 + H_2O \rightarrow H_2CO_3}
E o ácido carbônico pode liberar prótons:
\mathrm{H_2CO_3 \rightleftharpoons H^+ + HCO_3^-}
Ou seja, \mathrm{CO_2} gera um meio ácido ou levemente ácido; isso NÃO provoca a coloração rosada da fenolftaleína — a solução permaneceria incolor ou tornaria-se levemente ácida.

Passo 5

Análise do dióxido de enxofre, \mathrm{SO_2}. Ao dissolver:
\mathrm{SO_2 + H_2O \rightarrow H_2SO_3}
O ácido sulfuroso libera \mathrm{H^+}, dando meio ácido. Logo, fenolftaleína fica incolor. Não explica a solução avermelhada.

Passo 6

Análise do cloreto de hidrogênio, \mathrm{HCl}. Quando dissolvido em água:
\mathrm{HCl \rightarrow H^+ + Cl^-}
É um ácido forte; o meio fica fortemente ácido e a fenolftaleína permanece incolor. Não é compatível com a observação.

Passo 7

Análise do nitrogênio, \mathrm{N_2}. O \mathrm{N_2} é praticamente insolúvel e quimicamente inerte em água nas condições normais; não forma \mathrm{OH^-} nem \mathrm{H^+} relevantes, portanto não mudaria a cor do indicador. Não explica a solução avermelhada.

Passo 8

Comparando: apenas a amônia, \mathrm{NH_3}, gera íons hidróxido \mathrm{OH^-} ao se dissolver em água, o que torna o meio básico e provoca a coloração rosada/avermelhada da fenolftaleína. As outras alternativas produzem meios ácidos ou não alteram o pH na direção básica. Conclusão: a observação só é consistente com amônia.

Resposta

a) amônia.

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