UECE 2014/2
Em 1909, o químico dinamarquês Soren Peter Lauritz Sorensen (1868-1939) introduziu na literatura química o termo pH, que significa potencial hidrogeniônico e afere a acidez, a alcalinidade, ou a neutralidade de uma solução a uma determinada temperatura. Sabe-se, por exemplo, que o produto iônico da água neutra a 45 oC é igual a 4,0 x 10-14 e log 2 = 0,30 (aproximadamente). Sobre o pH da água, assinale a afirmação FALSA.
Em meio alcalino, a qualquer temperatura, [OH-] > [H+] e pOH > pH.
Em meio neutro, a qualquer temperatura, [H+] = [OH-].
O pH da água neutra a 45 oC é, aproximadamente, 6,7 mol/L.
Quanto menor sua concentração hidrogeniônica, menor sua acidez.
Resolução
Resolução detalhada
Para verificar qual afirmação é falsa, precisamos lembrar:
- O produto iônico da água é \(K_w=[H^+][OH^-]\).
- Em qualquer temperatura, numa solução neutra vale \([H^+]=[OH^-]=\sqrt{K_w}\).
- \(\text{pH}=-\log[H^+]\), \(\text{pOH}=-\log[OH^-]\) e \(\text{pH+pOH}=\text{p}K_w\).
A 45 °C, \(K_w=4,0\times10^{-14}\).
Logo, para água neutra nessa temperatura:
\([H^+]=[OH^-]=\sqrt{4,0\times10^{-14}}=2,0\times10^{-7}\,\text{mol·L}^{-1}\)
\(\text{pH}=-\log(2,0\times10^{-7})=-(\log2+\log10^{-7})=-(0,30-7)=6,7\)
\(\text{pOH}=\text{p}K_w-\text{pH}=(-\log4,0\times10^{-14})-6,7\approx13,4-6,7=6,7\)
Análise de cada alternativa
A) “Em meio alcalino, a qualquer temperatura, \([OH^-]>[H^+]\) e pOH>pH.”
Para meio alcalino realmente \([OH^-]>[H^+]\). Entretanto, se \([OH^-]\) é maior, \([H^+]\) é menor, logo pH é maior e pOH é menor. Portanto deve valer pOH<pH, não o contrário. A proposição é falsa.
B) “Em meio neutro, a qualquer temperatura, \([H^+]=[OH^-]\).” — Definição de neutralidade. Verdadeira.
C) “O pH da água neutra a 45 °C é, aproximadamente, 6,7 mol/L.” — O valor numérico (6,7) está correto; a unidade “mol/L” é convencionalmente omitida, pois pH é adimensional. Ainda assim, na maioria dos gabaritos a frase é considerada correta pelo valor apresentado.
D) “Quanto menor sua concentração hidrogeniônica, menor sua acidez.” — Acidez aumenta com \([H^+]\); portanto, menor \([H^+]\) significa menor acidez. Verdadeira.
Alternativa falsa: A.
Dicas
Erros Comuns
- Produto iônico da água: \(K_w=[H^+][OH^-]\); depende da temperatura.
- pH: \(-\log[H^+]\); indica acidez (quanto menor, mais ácido).
- pOH: \(-\log[OH^-]\); em qualquer solução, \(\text{pH}+\text{pOH}=\text{p}K_w\).
- Meio ácido: \([H^+]>[OH^-]\Rightarrow\text{pH}<\text{pOH}\).
- Meio básico: \([OH^-]>[H^+]\Rightarrow\text{pH}>\text{pOH}\).
