(UFMG) Pequenos pedaços de lítio, Li, sódio, Na, e potássio, K, metálicos, todos com a mesma quantidade em mol, foram colocados em três recipientes diferentes, cada um deles contendo uma mistura de água e fenolftaleína (um indicador ácido base).
Nos três casos, ocorreu reação química e observou-se a formação de bolhas.
Ao final das reações, as três soluções tornaram-se cor-de-rosa.
O tempo necessário para que cada uma dessas reações se complete está registrado nesta tabela:
Substância Tempo de reação (s)
Li 80
Na 20
K 5
Considerando-se essas informações, é incorreto afirmar que:
a) a cor das soluções finais indica que o meio se tornou básico.
b) a mudança de cor é resultado de uma reação química.
c) a reatividade do potássio é menor que a do sódio.
d) as bolhas observadas resultam da formação de \mathrm{H}_{2} gasoso.

Passo 1

O enunciado dá as seguintes informações: pedaços metálicos de lítio, sódio e potássio, todos com a mesma quantidade em mol, foram colocados em recipientes contendo água e fenolftaleína. Em cada caso ocorreu reação, observaram-se bolhas e, ao final, as soluções ficaram cor-de-rosa. Os tempos necessários para que cada reação se complete são: \text{Li}: 80\\ \text{s}, \text{Na}: 20\\ \text{s}, \text{K}: 5\\ \text{s}.
A pergunta do enunciado é: considerando essas informações, qual das afirmativas abaixo é incorreta?
a) a cor das soluções finais indica que o meio se tornou básico.
b) a mudança de cor é resultado de uma reação química.
c) a reatividade do potássio é menor que a do sódio.
d) as bolhas observadas resultam da formação de \mathrm{H}_{2} gasoso.

Passo 2

Vamos entender o que acontece quando metais alcalinos (Li, Na, K) reagem com água: a reação típica é a seguinte:
2M + 2H_{2}O \to 2MOH + H_{2},
onde M representa o metal (Li, Na ou K).
Expliquei a equação: os dois átomos de metal reagem com duas moléculas de água formando dois sais hidróxidos metálicos ( MOH) e uma molécula de gás hidrogênio ( H_{2}). Aqui MOH é um hidróxido solúvel que libera íons hidroxila (\mathrm{OH}^{-}) em solução.

Passo 3

Por que a solução fica cor-de-rosa? A fenolftaleína é um indicador ácido-base que muda de cor dependendo do pH: em meio ácido ou neutro ela é incolor e, em meio básico, torna-se rosa. A transição principal ocorre aproximadamente na faixa de pH \sim 8{,}2 até \sim 10.
Como a reação forma MOH e, portanto, aumenta a concentração de \mathrm{OH}^{-}, o pH sobe (o meio fica básico) e a fenolftaleína fica cor-de-rosa. Isso explica a observação experimental.

Passo 4

Sobre as bolhas: olhando para a equação química do Passo 2, vemos que um dos produtos é \mathrm{H}_{2} gasoso. Bolhas que saem durante a reação são exatamente bolhas de \mathrm{H}_{2}. Portanto, a observação de bolhas é consistente com a formação de \mathrm{H}_{2} pela reação metal + água.

Passo 5

Agora vamos interpretar os tempos de reação e o que eles dizem sobre reatividade. Os tempos medidos foram \text{Li}: 80\\ \text{s}, \text{Na}: 20\\ \text{s}, \text{K}: 5\\ \text{s}. Em condições semelhantes, um tempo menor indica que a reação foi mais rápida — ou seja, o reagente é mais reativo (ele reage com mais facilidade/velocidade com a água). Assim, a ordem de reatividade a partir dos tempos é:
\text{K (mais reativo)} > \text{Na} > \text{Li (menos reativo)}.
(Isto coincide com a tendência periódica: ao descer no grupo 1 a perda do elétron mais externo se torna mais fácil, aumentando a reatividade.)

Passo 6

Checando cada alternativa com o que já vimos:
  • (a) “a cor das soluções finais indica que o meio se tornou básico.” — Verdadeiro, porque fenolftaleína fica rosa em meio básico devido à formação de MOH e \mathrm{OH}^{-}.
  • (b) “a mudança de cor é resultado de uma reação química.” — Verdadeiro, pois a mudança de pH (e portanto da cor do indicador) decorre da reação química entre o metal e a água que gera MOH.
  • (c) “a reatividade do potássio é menor que a do sódio.” — Isso contradiz os tempos medidos: potássio reagiu em 5\\ \text{s} e sódio em 20\\ \text{s}, logo o potássio reagiu mais rápido (é mais reativo). Portanto esta afirmativa é falsa.
  • (d) “as bolhas observadas resultam da formação de \mathrm{H}_{2} gasoso.” — Verdadeiro, conforme a estequiometria da reação mostrada no Passo 2.

Passo 7

Conclusão lógica: apenas a afirmativa (c) é incorreta, porque os dados mostram que o potássio reage mais rápido (é mais reativo) que o sódio.

Resposta

c

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