Questão 33 de Equilíbrio ácido-base e solução tampão estilo FUVEST resolvida

Enunciado

Uma solução contém ácido acético, representado por HA, e acetato de sódio, que fornece o íon A⁻. As concentrações de equilíbrio de HA e A⁻ são, ambas, aproximadamente 0,10 mol/L. Uma porção dessa solução é diluída com água até dez vezes seu volume inicial, mantendo a temperatura. Considere o equilíbrio $ \mathrm{HA(aq)\rightleftharpoons H^+(aq)+A^-(aq)}. $ Os valores aproximados do pH antes e depois da diluição são, respectivamente, Note e adote: $K_a=1{,}0\times10^{-5}$; $K_a=[\mathrm H^+][\mathrm A^-]/[\mathrm{HA}]$; despreze a contribuição da autoionização da água e as pequenas alterações de [HA] e [A⁻] causadas pela ionização do ácido; $\mathrm{pH}=-\log_{10}[\mathrm H^+]$.

• A: 5 e 5.
• B: 5 e 6.
• C: 3 e 4.
• D: 5 e 4.
• E: 1 e 2.

Resolução comentada

Resposta: A

Rearranjando a expressão de equilíbrio, $ [\mathrm H^+]=K_a\frac{[\mathrm{HA}]}{[\mathrm A^-]}. $ Inicialmente, a razão entre as duas concentrações é 1, então $[\mathrm H^+]=10^{-5}$ mol/L e pH = 5. Na diluição, ambas as concentrações passam aproximadamente a 0,010 mol/L. A razão permanece 1, e o pH continua aproximadamente 5, pelas aproximações dadas. Não se deve simplesmente dividir a concentração de H⁺ por dez, pois o equilíbrio se reajusta. A diluição reduz a capacidade de neutralizar ácido ou base adicionados, embora pouco altere o pH do tampão nesse modelo.