Visando minimizar impactos ambientais, a legislação brasileira determina que resíduos químicos lançados diretamente no corpo receptor tenham pH entre 5,0 e 9,0. Um resíduo líquido aquoso gerado em um processo industrial tem concentração de íons hidroxila igual a 1,0 × 10−10 mol/L. Para atender a legislação, um químico separou as seguintes substâncias, disponibilizadas no almoxarifado da empresa: CH3COOH, Na2SO4, CH3OH, K2CO3 e NH4Cl.
Para que o resíduo possa ser lançado diretamente no corpo receptor, qual substância poderia ser empregada no ajuste do pH?
O conceito avaliado é o cálculo de pH e a identificação de substâncias com caráter ácido ou básico (incluindo hidrólise salina).
Primeiro, é preciso determinar o pH do resíduo. A concentração de íons hidroxila é [\\text{OH}^-] = 1{,}0 \\times 10^{-10}\ mol/L. Calculando o pOH: \
\\text{pOH} = -\\log(1{,}0 \\times 10^{-10}) = 10\
Como \\\text{pH} + \\text{pOH} = 14\, temos: \\\text{pH} = 14 - 10 = 4\
O resíduo é ácido (pH = 4), abaixo do limite mínimo exigido pela legislação (5,0). Portanto, é necessário adicionar uma substância básica para elevar o pH.Analisando as substâncias disponíveis:
O ácido acético \\\text{CH}_3\\text{COOH}\ é um ácido fraco — sua adição reduziria ainda mais o pH, agravando o problema.
O sulfato de sódio \\\text{Na}_2\\text{SO}_4\ é sal de ácido forte com base forte, de caráter neutro (pH ≈ 7); não seria eficaz para corrigir a acidez.
O metanol \\\text{CH}_3\\text{OH}\ é um álcool, praticamente neutro em solução aquosa; não altera o pH.
O carbonato de potássio \\\text{K}_2\\text{CO}_3\ é sal de base forte (\\\text{KOH}\) com ácido fraco (\\\text{H}_2\\text{CO}_3\). Em solução, sofre hidrólise básica: \
\\text{CO}_3^{2-} + \\text{H}_2\\text{O} \\rightleftharpoons \\text{HCO}_3^- + \\text{OH}^-\
Isso eleva o pH da solução, sendo a substância correta para ajustar o resíduo ao intervalo exigido (5,0 a 9,0).O cloreto de amônio \\\text{NH}_4\\text{Cl}\ é sal de ácido forte com base fraca, de caráter ácido — também reduziria o pH.
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