Fuvest · Química

Questões de Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH da Fuvest

26 questões oficiais da Fuvest sobre Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH, de 2008 a 2026, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 5 fáceis, 19 médias, 2 difíceis.

Treine Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH com 26 questões da Fuvest

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Treinar Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH

6 questões de Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH resolvidas

Questão 1 · Fuvest 2025 · Questão 58média

A toxicidade do Pb e o risco de sua ingestão ganharam notoriedade na mídia devido à presença desse elemento em copos térmicos amplamente comercializados. A exposição ao Pb, no entanto, pode ocorrer também por fontes naturais, como a ingestão de água em contato prolongado com minérios como a anglesita, rico em PbSO₄ (Kps = 1,0 × 10⁻⁸). Sabendo que a legislação estabelece a concentração máxima de Pb de 0,01 mg/L para água potável, assinale a alternativa correta em relação à ingestão de água que tenha contato prolongado com a anglesita.

Note e adote:
Massa molar (g/mol): Pb = 207

A
Não é segura, pois a concentração de Pb na água será de 2,07×10¹ mg/L, maior que o valor permitido.
B
É segura, pois a concentração de Pb na água será de 1×10⁻⁴ mg/L, menor que o valor permitido.
C
Não é segura, pois a concentração de Pb na água será de 1×10⁻⁸ mg/L, menor que o valor permitido.
D
É segura, pois a concentração de Pb na água será de 1×10⁻² mg/L, igual ao valor permitido.
E
É segura, pois a concentração de Pb na água será de 2,07×10⁻⁶ mg/L, maior que o valor permitido.

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Gabarito: A

1. Solubilidade do PbSO₄

PbSO₄ ⇌ Pb²⁺ + SO₄²⁻
Kps = [Pb²⁺][SO₄²⁻] = s²
s² = 1,0 × 10⁻⁸ → s = 1,0 × 10⁻⁴ mol/L

2. Em massa

1,0 × 10⁻⁴ mol/L × 207 g/mol = 2,07 × 10⁻² g/L = 20,7 mg/L = 2,07 × 10¹ mg/L

3. Comparação

20,7 mg/L é cerca de 2000 vezes o limite de 0,01 mg/L. A água não é segura.

Resposta: A

Por que as outras atraem: B usa 1 × 10⁻⁴, que é a concentração em mol/L, como se fosse mg/L; C usa o próprio Kps como concentração; E erra a conversão de unidades.

Dica: para um sal do tipo AB, s = √Kps; depois multiplique pela massa molar e converta g → mg (× 1000).

Questão 2 · Fuvest 2024 · Questão 21média

Um estudante (FV), intrigado com a escala de pH entre 0 e 14, perguntou a um sistema de inteligência artificial (IA) sobre a possibilidade de existirem valores negativos de pH, conforme descrito na figura:

A resposta fornecida pelo sistema de inteligência artificial está

A
errada, pois pH negativo refere-se à concentração de H⁺ maior que 1 mol/L, resultando em um valor de pH menor que zero.
B
correta, pois pH negativo refere-se à concentração de OH⁻ maior que 1 mol/L, resultando em um valor de pH menor que zero.
C
correta, assim como é possível existir pH maior que 14 em soluções com concentração de H⁺ maior que 14 mol/L.
D
errada, pois a escala de pH é fixa entre 0 e 14, independentemente da concentração de H⁺.
E
correta, pois o pH tende a diminuir e tornar-se negativo em soluções com concentração de íons H⁺ extremamente baixa.

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Gabarito: A

O pH é definido por pH = −log [H⁺].

Se [H⁺] = 1 mol/L, pH = −log 1 = 0.
Se [H⁺] > 1 mol/L (ácido forte muito concentrado), o log é positivo e pH < 0. Por exemplo, [H⁺] = 10 mol/L dá pH = −1.

A IA errou: disse que pH negativo ocorre em soluções muito básicas, com pouco H⁺. Nessas soluções o pH é alto (pode até passar de 14), nunca negativo. Também não existe "logaritmo em relação ao ponto neutro de pH 7".

Resposta: A

Por que as outras atraem:
- B: OH⁻ alto significa meio básico, pH alto.
- C: pH maior que 14 vem de [OH⁻] > 1 mol/L, não de H⁺ > 14 mol/L.
- D: a escala 0 a 14 é só a faixa usual; fora dela o pH continua definido.
- E: pouco H⁺ deixa o pH alto, não negativo.

Dica: menos log de número maior que 1 é negativo; quanto mais H⁺, menor o pH.

Questão 3 · Fuvest 2022 · Questão 74fácil

Cálculos renais, conhecidos popularmente por “pedras nos rins”, consistem principalmente em oxalato de cálcio, CaC₂O₄, espécie cuja constante de solubilidade (K_ps) é de aproximadamente 2 × 10⁻⁹. Os íons oxalato, presentes em muitos vegetais, reagem com os íons cálcio para formar oxalato de cálcio, que pode gradualmente se acumular nos rins. Supondo que a concentração de íons cálcio no plasma sanguíneo seja de cerca de 5 × 10⁻³ mol/L, qual seria a concentração mínima, em mol/L, de íons oxalato para que CaC₂O₄ precipitasse?

A
4 × 10⁻¹³
B
10 × 10⁻¹²
C
4 × 10⁻⁷
D
2,5 × 10⁻⁶
E
1 × 10⁻⁵

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Gabarito: C

O oxalato de cálcio se dissolve assim: CaC₂O₄ ⇌ Ca²⁺ + C₂O₄²⁻

K_ps = [Ca²⁺] × [C₂O₄²⁻]

O precipitado começa a se formar quando o produto das concentrações atinge o K_ps:

[C₂O₄²⁻] = K_ps ÷ [Ca²⁺]
= 2 × 10⁻⁹ ÷ 5 × 10⁻³
= 0,4 × 10⁻⁶ = 4 × 10⁻⁷ mol/L

Cuidado com os expoentes: 10⁻⁹ ÷ 10⁻³ = 10^{−9 − (−3)} = 10⁻⁶. Errar esse sinal leva a valores como os de A e B.

Resposta: C

Dica: precipita quando o produto iônico (Q) supera o K_ps; com a concentração de um íon fixa, a do outro sai de K_ps ÷ concentração conhecida.

Questão 4 · Fuvest 2020 · Questão 12difícil

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:

A
1/12
B
1/6
C
1/4
D
11/36
E
5/12

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Gabarito: C

Pela tabela do indicador, a solução fica vermelha só se pH < 3,3, ou seja, [H⁺] > 10^−3,3 ≈ 5×10⁻⁴ mol/L.

1. Quantidades adicionadas (volume final 1,0 L)

Dado vermelho n: 0,1 L × 10⁻ⁿ = 10⁻⁽ⁿ⁺¹⁾ mol de H⁺, ou seja, [H⁺] inicial de 10⁻⁽ⁿ⁺¹⁾ mol/L.
Dado amarelo m: 10^−(m+1) mol/L de OH⁻.

2. Quando sobra ácido suficiente

Vermelho 1: 10⁻² mol/L de H⁺. Com amarelo 2 a 6, sobra pelo menos 10⁻² − 10⁻³ = 9×10⁻³ mol/L → pH ≈ 2 (a tabela mostra 2,1 e 2,0). Com amarelo 1, neutraliza (pH 7). 5 casos.
Vermelho 2: 10⁻³ mol/L. Com amarelo 3 a 6, sobra pelo menos 9×10⁻⁴ mol/L → pH ≈ 3,1 (tabela: 3,1). Com amarelo 1 ou 2, vira básico ou neutro. 4 casos.
Vermelho 3 ou mais: no máximo 10⁻⁴ mol/L → pH ≥ 4 (tabela: 4,1), laranja ou amarelo. 0 casos.

3. Probabilidade

São 5 + 4 = 9 casos entre 6 × 6 = 36:

9/36 = 1/4

Resposta: C

Dica: em problemas com pH e indicador, primeiro transforme a faixa de cor em uma condição sobre [H⁺]; depois conte os casos.

Questão 5 · Fuvest 2017 · Questão 69fácil

Dependendo do pH do solo, os nutrientes nele existentes podem sofrer transformações químicas que dificultam sua absorção pelas plantas. O quadro mostra algumas dessas transformações, em função do pH do solo.

Para que o solo possa fornecer todos os elementos citados na tabela, o seu pH deverá estar entre

A
4 e 6.
B
4 e 8.
C
6 e 7.
D
6 e 11.
E
8,5 e 11.

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Gabarito: C

Procure, para cada elemento, a faixa de pH em que não há transformação que dificulte a absorção (as partes em branco do quadro):

Fósforo: problema abaixo de 6 (fosfatos de ferro e alumínio) e acima de 8 (fosfatos de cálcio). Livre entre 6 e 8.
Magnésio: problema só acima de cerca de 9 (carbonatos). Livre até 9.
Nitrogênio: problema entre 4 e 6 (nitrato reduzido a amônio). Livre acima de 6.
Zinco: problema acima de 7 (hidróxidos). Livre até 7.

A faixa comum a todos é a interseção: de 6 a 7.

Resposta: C

Por que as outras atraem: B (4 e 8) ignora o fósforo e o nitrogênio em solo ácido; D (6 e 11) esquece o zinco, o magnésio e o fósforo em solo básico.

Dica: quando a questão pede "todos", faça a interseção das faixas permitidas; quem manda é o limite mais restritivo de cada lado.

Questão 6 · Fuvest 2016 · Questão 11média

Dispõe-se de 2 litros de uma solução aquosa de soda cáustica que apresenta pH 9. O volume de água, em litros, que deve ser adicionado a esses 2 litros para que a solução resultante apresente pH 8 é

A
2
B
6
C
10
D
14
E
18

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Gabarito: E

Soda cáustica é NaOH, uma base forte. Em pH 9, pOH = 5.

1. Concentrações de OH⁻:
- pH 9 → [OH⁻] = 10⁻⁵ mol/L
- pH 8 → [OH⁻] = 10⁻⁶ mol/L

Baixar o pH em 1 unidade exige diluir 10 vezes.

2. Volumes: a quantidade de OH⁻ não muda: C₁V₁ = C₂V₂

10⁻⁵ × 2 = 10⁻⁶ × V₂ → V₂ = 20 L

3. Água adicionada: 20 − 2 = 18 L

Resposta: E

Por que as outras atraem: C (10) confunde "diluir 10 vezes" com "pôr 10 litros"; quem acha que a água a ser adicionada é 10 × 2 = 20 L esquece de descontar os 2 L iniciais (e não acha a opção).

Dica: cada unidade de pH corresponde a um fator 10 de concentração; a pergunta "quanto adicionar" pede volume final menos inicial.