Questão 0d0d988a-99
Prova:USP 2019
Disciplina:Química
Assunto:Equilíbrio Químico, Sistemas Homogêneos: Equilíbrio Químico na Água: pH e pOH, Indicadores Ácido-Base, Solução Tampão.
Para exemplificar probabilidade, um grupo de estudantes fez
uma atividade envolvendo química, conforme o
procedimento descrito.
Cada estudante recebeu um recipiente contendo 800 mL de
água destilada com algumas gotas do indicador de pH
alaranjado de metila e soluções de HCl e NaOH em diversas
concentrações.
Cada estudante deveria jogar apenas uma vez dois dados, um
amarelo e um vermelho, ambos contendo os números de 1 a 6.
• Ao jogar o dado vermelho, o estudante deveria adicionar ao
recipiente 100 mL de solução do ácido clorídrico na
concentração 10−n mol/L,sendo n o número marcado no dado
(por exemplo, se saísse o número 1 no dado, a solução seria
de 10−1 mol/L; se saísse 6, a solução seria de 10−6 mol/L).
• Ao jogar o dado amarelo, o estudante deveria executar o
mesmo procedimento, mas substituindo o ácido por NaOH,
totalizando assim 1,0 L de solução.
• O estudante deveria observar a cor da solução ao final do
experimento.
A professora mostrou a tabela com alguns valores de pH
resultantes conforme os números tirados nos dados. Ela
pediu, então, aos estudantes que utilizassem seus
conhecimentos e a tabela para prever em quais combinações
de dados a cor final do indicador seria vermelha.
A probabilidade de, após realizar o procedimento descrito, a
solução final preparada por um estudante ser vermelha é de:
Note e adote:
Considere a seguinte relação entre pH do meio e coloração do indicador
alaranjado de metila:
Menor que 3,3 3,3 a 4,4 Maior que 4,4
Vermelho Laranja Amarelo
Para exemplificar probabilidade, um grupo de estudantes fez
uma atividade envolvendo química, conforme o
procedimento descrito.
Cada estudante recebeu um recipiente contendo 800 mL de
água destilada com algumas gotas do indicador de pH
alaranjado de metila e soluções de HCl e NaOH em diversas
concentrações.
Cada estudante deveria jogar apenas uma vez dois dados, um
amarelo e um vermelho, ambos contendo os números de 1 a 6.
• Ao jogar o dado vermelho, o estudante deveria adicionar ao
recipiente 100 mL de solução do ácido clorídrico na
concentração 10−n mol/L,sendo n o número marcado no dado
(por exemplo, se saísse o número 1 no dado, a solução seria
de 10−1 mol/L; se saísse 6, a solução seria de 10−6 mol/L).
• Ao jogar o dado amarelo, o estudante deveria executar o
mesmo procedimento, mas substituindo o ácido por NaOH,
totalizando assim 1,0 L de solução.
• O estudante deveria observar a cor da solução ao final do
experimento.
A professora mostrou a tabela com alguns valores de pH
resultantes conforme os números tirados nos dados. Ela
pediu, então, aos estudantes que utilizassem seus
conhecimentos e a tabela para prever em quais combinações
de dados a cor final do indicador seria vermelha.
A probabilidade de, após realizar o procedimento descrito, a
solução final preparada por um estudante ser vermelha é de:
Note e adote:
Considere a seguinte relação entre pH do meio e coloração do indicador
alaranjado de metila:
Menor que 3,3 3,3 a 4,4 Maior que 4,4
Vermelho Laranja Amarelo
A
1/12
B
1/6
C
1/4
D
11/36
E
5/12
Gabarito comentado
Talita Goulart Graduação e Mestrado em Engenharia Química pela UFRRJ, Doutoranda em Engenharia Química pela COPPE/UFRJ, Professora de Química.
Esta questão envolve o conceito de pH. Para que a solução final preparada seja vermelha, é preciso que o pH seja menor que 3,3, ou seja, um pH ácido (pH < 7,0). Os valores de pH são obtidos a partir da concentração de H+ em solução. Tem-se a seguinte reação de neutralização: NaOH + HCl → NaCl + H2O.
Se, em solução, a concentração do ácido for maior do que a concentração da base o pH será ácido, uma vez que haverão íons H+ em excesso. Também é importante saber que, quanto maior a concentração de ácido, mais baixo é o pH.
De acordo com a tabela, quando temos o mesmo valor nos dois dados o pH é igual a 7,0, ou seja, neutro, uma vez que as concentrações do ácido e da base são iguais. Observando a tabela também é possível perceber que o pH decresce de baixo para cima nas colunas (uma vez que a concentração de ácido cresce de baixo para cima - dado vermelho) e decresce da esquerda pra direita nas linhas (uma vez que a concentração da base diminui da esquerda para direita - dado amarelo).
Analisando a tabela fornecida, que foi preenchida abaixo, percebe-se que nas colunas os valores abaixo de 7,0 são maiores que 7,0 (pH > 7,0, solução básica - retângulos azuis) e os valores acima são menores que 7,0 (pH < 7,0, solução ácida - retângulos laranjas). Dessa forma, as únicas combinações possíveis para que o pH seja menor que 3,3 são as que estão nos retângulos com borda vermelha, totalizando 9 combinações. Como são 36 combinações no total (6 números no dado vermelho x 6 números no dado amarelo), a probabilidade de a solução ser vermelha é igual a 9 em 36, ou, 9/36 = 1/4.
Gabarito do Professor: Letra C.
