Questão 4: O ácido peracético é uma solução incolor com odor que remete ao vinagre, utilizado especialmente para desinfecção por possuir propriedades esterilizantes, fungicidas, viricidas e bactericidas. Sua fórmula é
, e quando em água se dissocia da seguinte maneira:
Quando usado em temperatura ambiente, possui rápida atividade estando na concentração 0,003
,
a) Qual o pH do ácido peracético na concentração
?
b) Na ausência de ácido peracético, um estudante propôs a utilização de ácido clorídrico (HCl) na mesma concentração, pois não teriam alterações nas propriedades do desinfetante. A proposta do estudante está correta? Justifique.
a) Qual o pH do ácido peracético na concentração
b) Na ausência de ácido peracético, um estudante propôs a utilização de ácido clorídrico (HCl) na mesma concentração, pois não teriam alterações nas propriedades do desinfetante. A proposta do estudante está correta? Justifique.
Passo 1
Beleza, a questão fala do ácido peracético CH₃CO₃H que em água se comporta como um ácido fraco:
CH₃CO₃H + H₂O ⇌ CH₃CO₃⁻ + H₃O⁺
com Ka = 6,31·10⁻⁹ e concentração inicial 0,003 mol/L.
O que a gente precisa fazer:
CH₃CO₃H + H₂O ⇌ CH₃CO₃⁻ + H₃O⁺
com Ka = 6,31·10⁻⁹ e concentração inicial 0,003 mol/L.
O que a gente precisa fazer:
- Calcular o pH dessa solução (parte a).
- Ver se usar HCl 0,003 M no lugar manteria as mesmas propriedades (parte b).
O conteúdo é equilíbrio ácido-base, tabela ICE e cálculo de pH via Ka.
Passo 2
Vamos montar a tabela ICE (Initial, Change, Equilibrium):
Concentrações (mol/L)
CH₃CO₃H CH₃O₃⁻ H₃O⁺
Inicial 0,003 0 10⁻⁷ (água pura ~ pH 7)
Variação –x +x +x
Equilíbrio 0,003–x x 10⁻⁷ + x
CH₃CO₃H CH₃O₃⁻ H₃O⁺
Inicial 0,003 0 10⁻⁷ (água pura ~ pH 7)
Variação –x +x +x
Equilíbrio 0,003–x x 10⁻⁷ + x
A constante Ka é definida por
Ka = [CH₃CO₃⁻][H₃O⁺] / [CH₃CO₃H]
Logo
6,31·10⁻⁹ = (x·(10⁻⁷ + x)) / (0,003 – x)
Ka = [CH₃CO₃⁻][H₃O⁺] / [CH₃CO₃H]
Logo
6,31·10⁻⁹ = (x·(10⁻⁷ + x)) / (0,003 – x)
Como Ka é bem pequeno e a quantidade de H₃O⁺ da água pura (10⁻⁷) é menor que o x que vamos achar, a gente pode simplificar:
- Desprezar o 10⁻⁷ frente a x.
- Desprezar o x frente a 0,003 no denominador.
Fica:
6,31·10⁻⁹ ≈ x² / 0,003
6,31·10⁻⁹ ≈ x² / 0,003
Passo 3
Resolver para x:
x² = 6,31·10⁻⁹ · 0,003 = 1,893·10⁻¹¹
x = √(1,893·10⁻¹¹) ≈ 4,35·10⁻⁶ mol/L
x² = 6,31·10⁻⁹ · 0,003 = 1,893·10⁻¹¹
x = √(1,893·10⁻¹¹) ≈ 4,35·10⁻⁶ mol/L
Esse x é [H₃O⁺] gerado pelo ácido. Então o pH é
pH = –log([H₃O⁺]) = –log(4,35·10⁻⁶) ≈ 5,36
pH = –log([H₃O⁺]) = –log(4,35·10⁻⁶) ≈ 5,36
Passo 4
Agora, se a gente usar HCl 0,003 M, como é ácido forte, ele se dissocia 100%:
HCl → H⁺ + Cl⁻
Logo [H₃O⁺] = 0,003 M e pH = –log(0,003) ≈ 2,52
HCl → H⁺ + Cl⁻
Logo [H₃O⁺] = 0,003 M e pH = –log(0,003) ≈ 2,52
Passo 5
Claramente pH ≈ 5,36 (ácido fraco) ≠ 2,52 (ácido forte). Assim, a proposta do estudante está errada: mesmo que a concentração molar seja a mesma, a força do ácido e o pH resultante mudam totalmente as propriedades de desinfecção.
Resposta
a) pH ≈ 5,36
b) Não. HCl 0,003 M é um ácido forte (pH≈2,52) e produziria propriedades diferentes das do ácido peracético.
b) Não. HCl 0,003 M é um ácido forte (pH≈2,52) e produziria propriedades diferentes das do ácido peracético.