Unicamp · Química

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

9 questões oficiais da Unicamp sobre Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH, de 2018 a 2027, com gabarito e resolução comentada. Dificuldade estimada: 3 fáceis, 4 médias, 2 difíceis.

Treine Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH com 9 questões da Unicamp

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Treinar Equilíbrio químico, ácidos, bases e pH

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

Questão 1 · Unicamp 2027 · Questão 8difícil

Considere o seguinte experimento (ilustrado na figura): em um frasco fechado, há um sensor de condutividade elétrica imerso em água e um sensor de pressão localizado fora da água. Na saída lateral do frasco, há um balão inflado com um gás. O experimento tem início com o registro da condutividade e da pressão. Num dado instante, indicado pela seta no gráfico das alternativas, há a liberação do gás para dentro do frasco.

(Elaboração: Comvest, 2026.)

(Nos gráficos das alternativas, ▲ é a condutividade, em μS/cm, no eixo da esquerda, em escala logarítmica de 0,01 a 100; ○ é a pressão, em atm, no eixo da direita, de 0,9 a 1,1; o eixo horizontal é o tempo, em s, de 0 a 350.)

O gás usado para inflar o balão e o gráfico que melhor representa os parâmetros monitorados são, respectivamente,

A
CO₂,
B
CO₂,
C
He,
D
He,

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Gabarito: A

1. Condutividade: a água pura conduz pouco. O CO₂ dissolve na água e reage:
CO₂ + H₂O ⇌ H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻
Formam-se íons, e a condutividade sobe com o tempo, à medida que mais gás se dissolve. O hélio é inerte e quase insolúvel: não formaria íons, e a condutividade não mudaria.

2. Pressão: ao abrir o balão, entra gás no frasco e a pressão dá um salto. Depois, como o CO₂ vai se dissolvendo na água, a quantidade de gás no espaço acima do líquido diminui e a pressão cai aos poucos.

O gráfico com salto e queda lenta da pressão (○) e subida contínua da condutividade (▲) é o da alternativa A, com CO₂.

Resposta: A

Por que as outras atraem: B mostra pressão constante e condutividade caindo, sem sentido para a entrada de gás. C e D usam He, que não aumentaria a condutividade.

Dica: gás que reage com água (CO₂, NH₃, SO₂) gera íons; gás nobre não.

Questão 2 · Unicamp 2027 · Questão 10fácil

Como afirma Vaclav Smil em Enriching the Earth, “nenhuma invenção foi tão fundamental para sustentar as grandes populações humanas quanto a síntese da amônia a partir de seus elementos” (tradução livre), desenvolvida no início do século XX. Industrialmente a síntese da amônia é conduzida na presença de catalisadores, a alta temperatura e pressão. A figura a seguir apresenta informações sobre o equilíbrio dessa reação.

(No gráfico, o eixo vertical é a constante de equilíbrio, K, em escala logarítmica de 1·10^–6 a 1·10⁶; o eixo horizontal é T/K, de 200 a 900. A curva corresponde a 300 atm.)

(Texto e Figura adaptados de SMIL, V. Enriching the Earth: Fritz Haber, Carl Bosch, and the Transformation of World Food Production; The MIT Press: Cambridge, MA, 2001.)

De acordo com a figura, a formação do produto é

A
favorecida tanto com o aumento da temperatura, quanto com o aumento da pressão.
B
favorecida com o aumento da temperatura, mas desfavorecida com o aumento da pressão.
C
desfavorecida tanto com o aumento da temperatura, quanto com o aumento da pressão
D
desfavorecida com o aumento da temperatura, mas favorecida com o aumento da pressão.

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Gabarito: D

1. Temperatura: no gráfico, a constante de equilíbrio K cai à medida que T aumenta (de cerca de 10⁵ perto de 250 K para cerca de 10⁻⁴ perto de 870 K). K menor significa menos produto no equilíbrio: o aumento de temperatura desfavorece a formação de NH₃. (A reação é exotérmica.)

2. Pressão: na equação, ½ N₂ + 3/2 H₂ → NH₃, há 2 mol de gás nos reagentes e 1 mol no produto. Pelo princípio de Le Chatelier, aumentar a pressão desloca o equilíbrio para o lado com menos mols de gás: o aumento de pressão favorece a amônia.

Resposta: D

Por que as outras atraem: a indústria usa alta temperatura, o que leva a pensar que ela favorece o produto (A, B). Na verdade, a temperatura alta serve para a reação ser rápida; ela piora o rendimento do equilíbrio.

Dica: K só muda com a temperatura; pressão desloca o equilíbrio sem mudar K.

Questão 3 · Unicamp 2024 · Questão 22média

Um refrigerante comum é uma formulação de vários ingredientes: açúcar (11 g por 100 mL), água (88 g por 100 mL) – componentes majoritários –, além de acidulantes, antioxidantes, conservantes, adoçantes e CO₂ (componentes em pequenas quantidades). O acidulante tem como finalidade regular a doçura do açúcar, realçar o paladar e reduzir o pH do refrigerante, que deve estar entre 2,7 e 3,5. Assim, para se usar uma pequena massa de acidulante que proporcione a redução do pH para o valor desejado, a massa molar do acidulante deve ser

A
pequena e seu pKa deve estar abaixo da faixa de pH do refrigerante.
B
pequena e seu pKa deve estar acima da faixa de pH do refrigerante.
C
grande e seu pKa deve estar abaixo da faixa de pH do refrigerante.
D
grande e seu pKa deve estar acima da faixa de pH do refrigerante.

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Gabarito: A

Duas condições para gastar pouca massa de acidulante:

1. Massa molar pequena
n = m ÷ M. Para obter o mesmo número de mols de ácido (e de H⁺) com pouca massa, M deve ser pequena.

2. pKa abaixo do pH do refrigerante
Pela relação pH = pKa + log([A⁻]/[HA]), quando pH > pKa a forma ionizada (A⁻) predomina: o ácido está em grande parte ionizado, liberando muito H⁺. Um ácido com pKa menor que 2,7–3,5 é forte o bastante para levar o pH a essa faixa com pouca quantidade. Se o pKa estivesse acima da faixa, o ácido ficaria quase todo não ionizado, e seria preciso muito mais dele.

Resposta: A

Por que as outras atraem: quem confunde pKa com "força" inverte a regra; lembre que quanto menor o pKa, mais forte o ácido. Já a massa molar grande (C e D) aumentaria a massa necessária.

Dica: pKa = −log Ka; pKa baixo → Ka alto → ácido mais forte.

Questão 4 · Unicamp 2022 · Questão 35difícil

Usando um modelo típico da termodinâmica, os autores de um trabalho científico fazem previsões sobre a exposição de pessoas a vapores de substâncias adsorvidas em material sólido particulado (MP) ou a vapores de MP semivolátil. O estudo se refere a exposições aos vapores (gases) no interior climatizado (20-25 °C) de residências e escritórios em países industrializados, já que essas pessoas passam 90% de seu tempo nesses ambientes. O estudo considerou também as condições climáticas do ambiente interno e externo. Levando-se em conta as informações dadas, pode-se concluir que os lados A e B da figura a seguir, correspondem, respectivamente, a

A
inverno e verão, e que a dessorção dos gases que ocorre nos MPs e a sublimação dos MPs são processos endotérmicos.
B
inverno e verão, e que a dessorção dos gases que ocorre nos MPs e a sublimação dos MPs são processos exotérmicos.
C
verão e inverno, e que a dessorção dos gases que ocorre nos MPs é um processo exotérmico, ao passo que a sublimação dos MPs é endotérmica.
D
verão e inverno, e que a dessorção dos gases que ocorre nos MPs é um processo endotérmico, ao passo que a sublimação dos MPs é exotérmica.

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Gabarito: A

1. O que a figura mostra

Em cada lado há um equilíbrio entre partículas (MP) e gases. No lado A, o ambiente climatizado tem mais gases (seta para cima maior: partículas → gases favorecida). No lado B, tem mais partículas (seta para baixo maior: gases → partículas favorecida).

2. Qual lado é inverno e qual é verão

O interior é mantido a 20–25 °C. No inverno, o ar que vem de fora é frio e, ao entrar, é aquecido. No verão, o ar externo é quente e, ao entrar, é resfriado.

3. Aplicando Le Chatelier

Dessorção (sai gás da partícula) e sublimação (sólido → gás) exigem energia para separar as moléculas: são endotérmicas. Aquecer desloca o equilíbrio no sentido endotérmico, ou seja, para os gases.

Lado A (mais gases dentro): o ar foi aquecido → inverno.
Lado B (mais partículas dentro): o ar foi resfriado → verão.

Resposta: A (inverno e verão; processos endotérmicos).

Por que as outras atraem: B troca o sinal térmico; se os processos fossem exotérmicos, o aquecimento favoreceria as partículas, o oposto do lado A. C e D invertem as estações e misturam sinais diferentes para dois processos que são do mesmo tipo (passagem para a fase gasosa).

Dica: toda passagem para gás (evaporação, sublimação, dessorção) absorve energia; aquecer favorece o gás.

Questão 5 · Unicamp 2019 · Questão 17fácil

O refluxo gastroesofágico é o retorno do conteúdo do estômago para o esôfago, em direção à boca, podendo causar dor e inflamação. A pHmetria esofágica de longa duração é um dos exames que permitem avaliar essa doença, baseando-se em um resultado como o que é mostrado a seguir.

Dados: O pH normal no esôfago mantém-se em torno de 4 e o pH da saliva entre 6,8-7,2.

Assim, episódios de refluxo gastroesofágico acontecem quando o valor de pH medido é

A
menor que 4; no exemplo dado eles ocorreram com maior frequência durante o dia.
B
maior que 4; no exemplo dado eles ocorreram com maior frequência à noite.
C
menor que 4; no exemplo eles não ocorreram nem durante o dia nem à noite.
D
maior que 4; no exemplo eles ocorreram durante o período do exame.

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Gabarito: A

1. Quando há refluxo
O conteúdo do estômago é muito ácido (suco gástrico com HCl). Quando ele sobe, o pH do esôfago cai abaixo do normal: refluxo = pH menor que 4.

2. Leitura do gráfico
- Das 10h às 22h, aproximadamente: muitas quedas abaixo de 4, chegando a 1,5–2, sobretudo entre 15h e 21h.
- Da meia-noite às 6h: o pH fica quase sempre entre 4,5 e 6.
- Há só algumas quedas no fim do exame, perto das 7h–8h.

Os episódios foram mais frequentes durante o dia.

Resposta: A

Por que as outras atraem: B e D dizem que refluxo eleva o pH, mas o suco gástrico é ácido; C nega que eles tenham ocorrido, apesar de o gráfico mostrar várias quedas abaixo de 4.

Dica: quanto menor o pH, mais ácido; suco gástrico tem pH entre 1 e 3.

Questão 6 · Unicamp 2018 · Questão 69média

A calda bordalesa é uma das formulações mais antigas e mais eficazes que se conhece. Ela foi descoberta na França no final do século XIX, quase por acaso, por um agricultor que aplicava água de cal nos cachos de uva para evitar que fossem roubados; a cal promovia uma mudança na aparência e no sabor das uvas. O agricultor logo percebeu que as plantas assim tratadas estavam livres de antracnose. Estudando-se o caso, descobriu-se que o efeito estava associado ao fato de a água de cal ter sido preparada em tachos de cobre. Atualmente, para preparar a calda bordalesa, coloca-se o sulfato de cobre em um pano de algodão que é mergulhado em um vasilhame plástico com água morna. Paralelamente, coloca-se cal em um balde e adiciona-se água aos poucos. Após quatro horas, adiciona-se aos poucos, e mexendo sempre, a solução de sulfato de cobre à água de cal.

(Adaptado de Gervásio Paulus, André Muller e Luiz Barcellos, Agroecologia aplicada: práticas e métodos para uma agricultura de base ecológica. Porto Alegre: EMATER-RS, 2000, p. 86.)

Na formulação da calda bordalesa fornecida pela EMATER, recomenda-se um teste para verificar se a calda ficou ácida: coloca-se uma faca de aço carbono na solução por três minutos. Se a lâmina da faca adquirir uma coloração marrom ao ser retirada da calda, deve-se adicionar mais cal à mistura. Se não ficar marrom, a calda está pronta para o uso. De acordo com esse teste, conclui-se que a cal deve promover

A
uma diminuição do pH, e o sulfato de cobre(II), por sua vez, um aumento do pH da água devido à reação SO₄^2- + H₂O → HSO₄^- + OH^-.
B
um aumento do pH, e o sulfato de cobre(II), por sua vez, uma diminuição do pH da água devido à reação Cu²⁺ + H₂O → Cu(OH)⁺ + H⁺.
C
uma diminuição do pH, e o sulfato de cobre(II), por sua vez, um aumento do pH da água devido à reação Cu²⁺ + H₂O → Cu(OH)⁺ + H⁺.
D
um aumento do pH, e o sulfato de cobre(II), por sua vez, uma diminuição do pH da água devido à reação SO₄^2- + H₂O → HSO₄^- + OH^-.

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Gabarito: B

1. O teste da faca
A lâmina de aço escurece (fica marrom, com ferrugem) quando a calda está ácida. A correção recomendada é pôr mais cal. Então a cal, Ca(OH)₂, é uma base: ela aumenta o pH.

2. Por que o sulfato de cobre deixa a calda ácida
O íon Cu²⁺ sofre hidrólise:

Cu²⁺ + H₂O → Cu(OH)⁺ + H⁺

A liberação de H⁺ diminui o pH. É um sal de base fraca (Cu(OH)₂) com ácido forte (H₂SO₄): a solução é ácida.

Resposta: B

Por que as outras atraem: D acerta o efeito da cal, mas a hidrólise do sulfato (que liberaria OH⁻) aumentaria o pH, não diminuiria; além disso, o sulfato vem de ácido forte e praticamente não hidrolisa. A e C dizem que a cal baixa o pH, mas ela é uma base.

Dica: sal de cátion de base fraca e ânion de ácido forte dá solução ácida; quem hidrolisa é o íon "fraco".