Questão 124
ENEM 2018
(ENEM PPL - 2018)
O aproveitamento integral e racional das matérias-primas lignocelulósicas poderá revolucionar uma série de segmentos industriais, tais como o de combustíveis, mediante a produção de bioetanol de segunda geração. Este processo requer um tratamento prévio da biomassa, destacando-se o uso de ácidos minerais diluídos. No pré-tratamento de material lignocelulósico por via ácida, empregou-se uma solução de ácido sulfúrico, que foi preparada diluindo-se 2 000 vezes uma solução de ácido sulfúrico, de concentração igual a 98 g/L, ocorrendo dissociação total do ácido na solução diluída. O quadro apresenta os valores aproximados de logaritmos decimais.
Sabendo-se que as massas molares, em g/mol, dos elementos H, O e S são, respectivamente, iguais a 1, 16 e 32, qual é o pH da solução diluída de ácido sulfúrico preparada conforme descrito?
2,6
3,0
3,2
3,3
3,6
Gabarito:
3,0
Resolução:
Para o cálculo do pH, precisamos encontrar a [H+]. Para isso vamos usar a reação de ionização do ácido sulfúrico e os dados fornecidos:
Primeiramente, vamos calcular a massa molecular do H2SO4 :
MMH2SO4= 2*(1)+ 1*(32)+4*(16)
MMH2SO4= 98 g/mol
Chamaremos o volume inicial de V.
Vinicial= V
Sabemos que o ácido foi diluído 2000 vezes. Assim, o volume final será:
Vfinal= 2000 V
e ainda
Cinicial= 98 g/L
Usando a fórmula: Cinicial*Vinicial= Cfinal*Vfinal
Substituindo teremos:
98*V= Cfinal* 2000*V
g/L
Usando a fórmula: em que M é a molaridade, teremos:
mol/L ou 5*10-4 mol/L
Usando a equação temos:
H2SO4(aq) ----> 2 H+ (aq) + SO42- (aq)
Podemos notar que a proporção de reação é de 1 mol de H2SO4 :2 mol de H+. Assim, temos:
1 mol de H2SO4 _____________ 2 mol de H+
5*10-4 mol de H2SO4 _________ x mol de H+
x= 2*5*10-4 mol de H+
x= 10-3 mol de H+
Assim a concentração de H+ é 10-3 mol/L. Agora podemos achar o pH:
pH= -log [H+]
pH= -log 10-3
pH= -(-3) log 10
pH=3
Portanto, LETRA B.