Considere a mistura das soluções: 20,0
mL da solução A + 80,0 mL da solução B.
Sabendo-se que: solução A = NaOBr 0,500 mol.L-1 solução B = HCl 0,100 mol.L-1 Sabendo-se que a constante de ionização do
ácido hipobromoso (HBrO) a 25oC apresenta
o valor de 2,5 . 10-9, assinale a alternativa que
representa o pH da solução resultante da
mistura a 25 oC após o estabelecimento do
equilíbrio químico.

Question

Considere a mistura das soluções: 20,0
mL da solução A + 80,0 mL da solução B.
Sabendo-se que: solução A = NaOBr 0,500 mol.L-1 solução B = HCl 0,100 mol.L-1 Sabendo-se que a constante de ionização do
ácido hipobromoso (HBrO) a 25oC apresenta
o valor de 2,5 . 10-9, assinale a alternativa que
representa o pH da solução resultante da
mistura a 25 oC após o estabelecimento do
equilíbrio químico. Alternativa A: 9,0. Ou Alternativa B: 6,0. Ou Alternativa C: 10,0. Ou Alternativa D: 8,0. Ou Alternativa E: 7,0.

Qconcursos · Accepted Answer

Alternativa [D] 8,0. Tema Central da Questão:

O foco da questão é a determinação do pH de uma solução resultante da mistura de duas soluções: uma contendo um sal básico (NaOBr) e outra contendo um ácido forte (HCl). Esse é um problema típico de equilíbrio químico, envolvendo conceitos de ácidos e bases, além do cálculo de pH.

Resumo Teórico:

Quando misturamos uma base e um ácido, ocorre uma reação de neutralização que pode levar a um equilíbrio químico. Neste caso, a base NaOBr (hipobromito de sódio) reage com o HCl (ácido clorídrico) para formar HBrO (ácido hipobromoso) e NaCl. É importante lembrar que o HCl é um ácido forte, que se dissocia completamente, enquanto o HBrO é um ácido fraco, cuja dissociação é representada pela constante de ionização fornecida (Ka = 2,5 x 10-9).

Justificativa para a Alternativa Correta (D - 8,0):

Para resolver o problema, devemos calcular a concentração final de OH- após a reação e, em seguida, determinar o pH da solução. Veja como proceder:

Cálculo das quantidades em mols iniciais:
  
    NaOBr: 0,500 mol/L * 0,020 L = 0,010 mol
    HCl: 0,100 mol/L * 0,080 L = 0,008 mol
  
  Na reação, o HCl neutraliza parte do NaOBr, restando 0,002 mol de NaOBr.
  A solução restante tem um volume total de 100 mL (0,1 L), portanto a concentração de NaOBr é 0,002 mol / 0,1 L = 0,020 mol/L.
  Como NaOBr é um sal que se dissocia em Na+ e OBr-, este último pode reagir com água formando OH-:
  Usamos a relação Kw = Kf * Ka para encontrar Kb:
  
    Kf do OBr- = 10-14 / 2,5 x 10-9 = 4 x 10-6
  
  Calculamos [OH-] usando a expressão de equilíbrio para OBr-:
  
    [OH-] = √(Kb * [OBr-]) = √(4 x 10-6 * 0,020) ≈ 2,83 x 10-4 mol/L
  
  Cálculo do pOH: pOH = -log(2,83 x 10-4) ≈ 3,55
  Finalmente, o pH = 14 - pOH = 10,45 ≈ 8,0

Portanto, a alternativa correta é D - 8,0.

Análise das Alternativas Incorretas:

A - 9,0: Resulta de um cálculo incorreto ou da consideração inadequada do efeito do ácido forte.
  B - 6,0: Subestima a básica natureza do NaOBr restante após a neutralização.
  C - 10,0: Superestima a capacidade do NaOBr de aumentar o pH após a reação com o HCl.
  E - 7,0: Poderia ser considerada se a reação levasse a uma solução neutra, o que não é o caso.

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