ITA 2021: Três regiões industrializadas apresentaram as seguintes concentrações (em partes por milhão em volume)

ITA 2021: Três regiões industrializadas apresentaram as seguintes concentrações (em partes por milhão em volume)

ITA 2021: Três regiões industrializadas apresentaram as seguintes concentrações (em partes por milhão em volume) de óxidos gasosos em suas atmosferas:

Sabe-se que a chuva ácida se refere à água da chuva com pH menor que 5,6 (equivale a [H+] > 2,5 x 10⁻⁶ mol.

L–1). Considere a pressão atmosférica igual a 1 atm e a formação apenas dos ácidos H2CO3, HNO2 e H2SO3 na dissolução dos gases.

a) Determine a concentração molar de H⁺ esperada para a água da chuva em cada uma das regiões.

b) Organize as regiões em ordem crescente de pH esperado da água da chuva.

c) Qual(is) região(ões) pode(m) sofrer os efeitos negativos de uma chuva ácida?

Dados eventualmente necessários: KH = constante da lei de Henry, Ka = constante de ionização da espécie ácida A formada na solubilização do gás X.

QUESTÃO ANTERIOR:

- ITA 2021: Sejam dados os seguintes pares redox e seus respectivos potenciais padrão de eletrodo, a 25ºC.

RESOLUÇÃO (Cursos Objetivo):

Fração em mols dos gases a pressão de 1 atm (X):

Concentração (solubilidade) dos gases na água da chuva (mol/L):

S = KH . X

CO2: S = 0,04 . 5,00 . 10⁻⁴ (mol/L) ⇒ 2,00 . 10⁻⁵ mol/L

NO2: S = 0,01 . 4,00 . 10⁻⁶ (mol/L) ⇒ 4,00 . 10⁻⁸ mol/L

NO: S = 0,002 . 1,45 . 10⁻⁵ (mol/L) ⇒ 2,90 . 10⁻⁸ mol/L

SO2: S = 0,04 . 2,00 . 10⁻³ (mol/L) ⇒ 8,00 . 10⁻⁵ mol/L

a) Concentração de H⁺ (mol/L) na água da chuva na região R:

Vamos desprezar a segunda ionização do ácido carbônico (Ka2 << Ka1).

CO2 (g) + H2O (l) → H2CO3(aq)

b) Concentração de H⁺ (mol/L) na água da chuva na região S:

Admitindo que NO2 e NO presentes no ar se transformem em HNO2 na água da chuva, teremos:

Concentração de H⁺ (mol/L) na água da chuva na região T:

Vamos também desprezar a segunda ionização do ácido sulfuroso (Ka2 << Ka1).

SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)

Ordem crescente de pH:

Mais ácido, menor pH e maior [H⁺]

Região T < Região S < Região R.

c) Como a concentração de [H⁺] nas três regiões é maior que 2,5 . 10⁻⁶ mol/L (pH < 5,6), as três regiões sofrem os efeitos negativos da chuva ácida.

PRÓXIMA QUESTÃO:

- ITA 2021: Um reator químico, projetado com uma válvula de alívio de pressão que é acionada a 8,5 atm, contém uma mistura gasosa composta por quantidades iguais de um reagente (A) e de uma substância inerte (B), a 10ºC e 2 atm.

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova ITA 2021 (2ª Fase) com Resolução

REDAÇÃO:

- Redação ITA 2021: Que liberdade nos resta no século XXI?