Questão 5
FUVEST 2008
(FUVEST 2008 - 2ª fase)
Mesmo em regiões não poluídas, a água da chuva não apresenta pH igual a 7, devido ao atmosférico, que nela se dissolve, estabelecendo-se os equilíbrios
equilíbrio 1
equilíbrio 2
No equilíbrio 1, o valor da concentração dissolvido na água,
, é obtido pela lei de Henry, que fornece a solubilidade do
na água, em função da pressão parcial desse gás,
, no ar.
O valor da constante de equilíbrio 2, a 25ºC, é
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Atualmente, a concentração de CO_2 na atmosfera se aproxima de 400ppm. Calcule a pressão parcial de CO_2 para um local em que a pressão do ar é 1,0 atm.
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Escreva a expressão da constante do equilíbrio 2.
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Calcule o pH da água da chuva (o gráfico a seguir poderá ajudar, evitando operações como extração de raiz quadrada e de logaritmo).
Gabarito:
Resolução:
a) A pressão parcial é proporcional à quantidade de moléculas do gás que temos em relação ao número de moléculas totais. Como é dito que temos 400 ppm de CO2, ficará assim:
400 partículas de CO2 ⇔ 106 partículas de gás
x atm (pressão parcial de CO2) ⇔ 1 atm (pressão atmosférica)
x = 4 x 10-4 atm
b) Substâncias no estado sólido e líquido não participam da equação de equilíbrio já que suas concentrações não se alteram significativamente. Portanto a equação será
Keq = [H+][HCO3-]/[CO2]
c) Pela lei de Henry podemos calcular a concentração de CO2 em água.
[CO2] = k x PCO2
[CO2] = 3,5 x 10-2 x 4 x 10-4 = 1,4 x 10-5 mol/L
Então:
CO2 (aq) + H2O (l) ⇄ HCO3- (aq) + H+ (aq)
Início: 1,45x10-5 0 0
Consumiu/Formou: - x +x +x
Final: 1,45x10-5 (x<<0) x x
Keq = [H+][HCO3-]/[CO2]
4,4x10-7 = x · x / 1,45x10-5
x² = 6,16 x 10-12
Como x = [H+], temos:
[H+]² = 6,16 x 10-12
[H+] = (6,16 x 10-12)1/2
[H+] = 6,161/2 x 10-6
pH = - log[H+]
pH = - log(6,161/2 x 10-6)
pH = - log 10-6 - log(6,161/2)
pH = 6 - 0,4
pH = 5,6