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ITA · Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) 2023

Questão 56 — Química: Solução Tampão — pH

Química Solução Tampão — pH

ITA 2023 Médio

Instituto Tecnológico de Aeronáutica (ITA) · Vestibular 2024 — 1ª Fase (Física, Português, Inglês, Matemática e Química)

Gabarito disponível

Texto-base:
Constantes
Constante de Avogadro (N_A) = 6,02 × 10²³ mol⁻¹
Constante de Faraday (F) = 9,65 × 10⁴ C mol⁻¹ = 9,65 × 10⁴ A s mol⁻¹ = 9,65 × 10⁴ J V⁻¹ mol⁻¹
Carga elementar = 1,60 × 10⁻¹⁹ C
Constante dos gases (R) = 8,21 × 10⁻² atm L K⁻¹ mol⁻¹ = 8,31 J K⁻¹ mol⁻¹ = 1,98 cal K⁻¹ mol⁻¹
Constante de Planck (h) = 6,63 × 10⁻³⁴ J s
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 × 10⁸ m s⁻¹
Número de Euler (e) = 2,72

Definições
Pressão: 1 atm = 760 Torr = 1,01325 × 10⁵ N m⁻² = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N m = 1 kg m² s⁻² = 6,24 × 10¹⁸ eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0 °C e 1 atm, equivalente a um volume de um gás ideal de 22,4 L.
Condições ambientes: 25 °C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol L⁻¹ (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gasoso. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias. u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie X em mol L⁻¹.
ln X = 2,3 log X; √2 = 1,41; √3 = 1,73.
EPH = eletrodo padrão de hidrogênio

Massas Molares (Elemento Químico | Número Atômico | Massa Molar (g mol⁻¹))
H | 1 | 1,01
He | 2 | 4,00
C | 6 | 12,01
N | 7 | 14,01
O | 8 | 16,00
F | 9 | 19,00
Na | 11 | 22,99
Cl | 17 | 35,45
K | 19 | 39,10
Ca | 20 | 40,08
Mn | 25 | 54,94
Fe | 26 | 55,85
Cu | 29 | 63,55
Br | 35 | 79,90
Sn | 50 | 118,71
I | 53 | 126,90
Au | 79 | 196,97
Hg | 80 | 200,59

Considere 1 L de solução aquosa preparada por meio da adição de 1 mol de um ácido monoprótico hipotético, 1 mol de sua base conjugada e 0,82 mol de uma base forte. Sabendo que a constante de ionização do ácido é igual a 10⁻⁴, assinale a alternativa que melhor representa o pH da solução resultante.
Selecione uma alternativa

Resolução comentada

pH de solução tampão após adição de base forte.

A base forte (0,82 mol) converte 0,82 mol de HA em A⁻. Sobram 0,18 mol de HA e 1,82 mol de A⁻. Por Henderson-Hasselbalch, pH = 4 + log(1,82/0,18) ≈ 4 + 1,0 = 5.

Análise das alternativas

pH 4 seria a solução sem base forte (razão 1:1). 6, 7 e 8 exigiriam razões base/ácido muito maiores. Resposta: B.

Referência: Equilíbrio iônico; tampão

Resolução comentada do VaiConcursos.

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Gabarito: B

Fonte: Gabarito preliminar: Gabarito ITA — Vestibular 2024 — 1ª fase