Ácido-base

Exame Nacional 2017, 1.ª fase — Grupo VII, item 2

O ácido metanoico, \(\text{HCOOH}\) (\(M=46,03 {\text{g mol}}^{-1}\)), também conhecido por ácido fórmico, é um ácido monoprótico fraco (a sua constante de acidez é \(1,7\times {10}^{-4}\), a \(25{ }^{\circ }C\)) cuja ionização em água pode ser traduzida por

\[HCOOH(aq)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{HCOO}}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

Naquela reação, estão envolvidos dois pares conjugados ácido-base, segundo Brönsted-Lowry.

Segundo Brönsted-Lowry, o que é um par conjugado ácido-base?

Exame Nacional 2017, 2.ª fase — Grupo IV, item 3

A reação que ocorre na titulação de uma solução aquosa de ácido clorídrico com uma solução aquosa de hidróxido de sódio pode ser traduzida por

\[{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)+{\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\to 2\,{H}_{2}O(l)\]

Com o objetivo de obter a curva da titulação ácido-base, um grupo de alunos efetuou a titulação de uma amostra de uma solução aquosa de ácido clorídrico, \(HCl(aq)\), com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, \(NaOH(aq)\).

No início da titulação, o copo continha \(50,0 {\text{cm}}^{3}\) de uma solução aquosa de \(\text{HCl}\), de concentração \(2,00\times {10}^{-4} \text{mol}\) por \(1,00 {\text{cm}}^{3}\) de solução. A concentração da solução aquosa de \(\text{NaOH}\), utilizada como solução titulante, era \(0,400 {\text{mol dm}}^{-3}\).

No ponto de equivalência da titulação,

(A) existirá uma quantidade de iões \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\) superior à de iões \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\).

(B) não existirá qualquer quantidade de iões \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\) nem de iões \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\).

(C) existirão quantidades iguais de iões \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\) e de iões \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\).

(D) existirá uma quantidade de iões \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\) superior à de iões \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\).

Exame Nacional 2019, 1.ª fase — Grupo III, item 1

Considere a reação traduzida por

\[2\,{H}_{2}O(l)⇌{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)+{\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\]

Na reação anterior, moléculas de água cedem

(A) protões a iões \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\).

(B) protões a moléculas de água.

(C) eletrões a iões \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\).

(D) eletrões a moléculas de água.

Exame Nacional 2020, 1.ª fase — Grupo V, item 1

O dióxido de carbono reage com a água, dando origem ao ácido carbónico, \({H}_{2}{\text{CO}}_{3}\left( \text{aq} \right)\). O ácido carbónico é um ácido diprótico que se ioniza em água em duas etapas sucessivas, traduzidas por

\[{H}_{2}{\text{CO}}_{3}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{HCO}}_{3}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)  \left( 1 \right)\]

\[{\text{HCO}}_{3}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{CO}}_{3}^{2-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)  \left( 2 \right)\]

Apresente a expressão que traduz a constante de acidez, \({K}_{a}\), do ácido carbónico, definida para a reação (1).

Exame Nacional 2020, 1.ª fase — Grupo V, item 2

O dióxido de carbono reage com a água, dando origem ao ácido carbónico, \({H}_{2}{\text{CO}}_{3}\left( \text{aq} \right)\). O ácido carbónico é um ácido diprótico que se ioniza em água em duas etapas sucessivas, traduzidas por

\[{H}_{2}{\text{CO}}_{3}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{HCO}}_{3}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)  \left( 1 \right)\]

\[{\text{HCO}}_{3}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{CO}}_{3}^{2-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)  \left( 2 \right)\]

A espécie \({\text{HCO}}_{3}^{-}\left( \text{aq} \right)\) é a base conjugada de ____________ e o ácido conjugado de ____________.

(A) \({H}_{2}{\text{CO}}_{3}\left( \text{aq} \right)\) … \({H}_{2}O(l)\)

(B) \({H}_{2}O(l)\) … \({H}_{2}{\text{CO}}_{3}\left( \text{aq} \right)\)

(C) \({H}_{2}{\text{CO}}_{3}\left( \text{aq} \right)\) … \({\text{CO}}_{3}^{2-}\left( \text{aq} \right)\)

(D) \({\text{CO}}_{3}^{2-}\left( \text{aq} \right)\) … \({H}_{2}{\text{CO}}_{3}\left( \text{aq} \right)\)

Exame Nacional 2022, 1.ª fase — item 4.2.2

4. Um navio transporta metano, \({\text{CH}}_{4}\) (\(M=16,05 {\text{g mol}}^{-1}\)), acondicionado em tanques. Um tanque na sua capacidade máxima contém \(1,17\times {10}^{5} \text{kg}\) de \({\text{CH}}_{4}\) liquefeito. O \({\text{CH}}_{4}\) liquefeito tem massa volúmica de \(0,4241 {\text{g cm}}^{-3}\).

O dióxido de carbono, \({\text{CO}}_{2}\), ao reagir com a água da chuva, origina um ácido fraco, o ácido carbónico, \({H}_{2}{\text{CO}}_{3}\).

A primeira ionização do ácido carbónico em água pode ser traduzida por

\[{H}_{2}{\text{CO}}_{3}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{HCO}}_{3}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

Quais são as duas espécies que resultam da segunda ionização do ácido carbónico em água?

(A) \({\text{CO}}_{2}\) e \({\text{OH}}^{-}\)

(B) \({H}_{3}{O}^{+}\) e \({\text{CO}}_{2}\)

(C) \({\text{CO}}_{3}^{2-}\) e \({\text{OH}}^{-}\)

(D) \({H}_{3}{O}^{+}\) e \({\text{CO}}_{3}^{2-}\)

Exame Nacional 2022, 2.ª fase — item 5.4.2

5. O ácido nítrico, \({\text{HNO}}_{3}\), é um ácido forte que se ioniza em água.

Qual é o par ácido-base conjugado resultante da ionização do ácido nítrico em água?

(A) \({\text{HNO}}_{3}/{H}_{2}O\)

(B) \({\text{HNO}}_{3}/{\text{NO}}_{3}^{-}\)

(C) \({H}_{2}O/{\text{NO}}_{3}^{-}\)

(D) \({H}_{3}{O}^{+}/{\text{NO}}_{3}^{-}\)

Exame Nacional 2018, 1.ª fase — Grupo VI, item 1

O ácido clorídrico, \(HCl(aq)\), é um ácido forte e o ácido acético, \({\text{CH}}_{3}COOH(aq)\), é um ácido fraco.

Considere duas soluções, uma de ácido clorídrico e outra de ácido acético, com o mesmo pH, a \(25{ }^{\circ }C\).

Pode-se concluir que

(A) as duas soluções têm a mesma concentração.

(B) a concentração da solução de ácido clorídrico é inferior à concentração da solução de ácido acético.

(C) a concentração da solução de ácido clorídrico é superior à concentração da solução de ácido acético.

(D) as duas soluções têm a mesma quantidade de ácido dissolvido.

Exame Nacional 2018, 1.ª fase — Grupo VI, item 2

O ácido clorídrico, \(HCl(aq)\), é um ácido forte e o ácido acético, \({\text{CH}}_{3}COOH(aq)\), é um ácido fraco.

Uma solução I de \(HCl(aq)\) tem uma concentração que é o dobro da concentração de uma solução II, do mesmo ácido.

Uma amostra da solução I e uma amostra da solução II, de igual volume, foram tituladas com \(NaOH(aq)\), de concentrações, respetivamente, \({c}_{B}\) e \(4\,{c}_{B}\).

Considere que \({V}_{B}^{I}\) e \({V}_{B}^{II}\) são os volumes de titulante gastos, respetivamente, até ao ponto de equivalência da titulação da amostra da solução I e até ao ponto de equivalência da titulação da amostra da solução II.

Qual é a relação entre \({V}_{B}^{I}\) e \({V}_{B}^{II}\)?

(A) \({V}_{B}^{I}=\frac{{V}_{B}^{II}}{2}\)

(B) \({V}_{B}^{I}=\frac{{V}_{B}^{II}}{8}\)

(C) \({V}_{B}^{I}=8\,{V}_{B}^{II}\)

(D) \({V}_{B}^{I}=2\,{V}_{B}^{II}\)

Exame Nacional 2018, 2.ª fase — Grupo V, itens 2.2.1, 2.2.2

2. Considere uma solução de ácido nítrico cuja concentração é \(3,94 {\text{mol dm}}^{-3}\), contendo \(22,0\,\%\), em massa, de \({\text{HNO}}_{3}\) (\(M=63,02 {\text{g mol}}^{-1}\)).

2.2. A partir daquela solução, preparou-se uma solução mais diluída, de concentração \(7,88\times {10}^{-3} {\text{mol dm}}^{-3}\).

a) Quantos iões provenientes da ionização do ácido nítrico existirão, no total, em \(250 {\text{cm}}^{3}\) da solução mais diluída?

(A) \(1,90\times {10}^{22}\)

(B) \(4,74\times {10}^{21}\)

(C) \(1,19\times {10}^{21}\)

(D) \(2,37\times {10}^{21}\)

b) Qual é a concentração do ião \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\) nessa solução, a \(25{ }^{\circ }C\)?

Apresente o resultado com dois algarismos significativos.

Exame Nacional 2018, 2.ª fase — Grupo VI, itens 1.1, 1.2, 1.3

1. O ácido fluorídrico, \(HF(aq)\), é um ácido fraco cuja reação de ionização em água pode ser traduzida por

\[HF(aq)+{H}_{2}O(l)⇌{F}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

Considere uma solução de ácido fluorídrico, de concentração \(0,080 {\text{mol dm}}^{-3}\). A \(25{ }^{\circ }C\), o pH dessa solução é \(2,14\).

a) [★★] Determine a constante de acidez do ácido fluorídrico, a \(25{ }^{\circ }C\).

Apresente todas as etapas de resolução.

b) [★★] Conclua como variará a quantidade de ácido ionizado em solução se, à solução de ácido fluorídrico, a temperatura constante, forem adicionadas algumas gotas de uma solução concentrada de uma base forte.

Apresente, num texto estruturado e com linguagem científica adequada, a fundamentação da conclusão solicitada.

c) [★] Escreva a equação química que traduz a reação da base conjugada do ácido fluorídrico com a água.

Exame Nacional 2018, época especial — Grupo IV, itens 3.1, 3.2

3. O ácido fosfórico, \({H}_{3}{\text{PO}}_{4}\left( \text{aq} \right)\), é um ácido que se ioniza em água em três etapas sucessivas, traduzidas por

\[{H}_{3}{\text{PO}}_{4}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

\[{H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{HPO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

\[{\text{HPO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{PO}}_{4}^{3-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

a) [★] Qual das expressões seguintes traduz a constante de acidez da espécie \({H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)\)?

(A) \({K}_{a}=\frac{\left[ {H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-} \right]\left[ {H}_{3}{O}^{+} \right]}{\left[ {\text{HPO}}_{4}^{2-} \right]}\)

(B) \({K}_{a}=\frac{\left[ {\text{HPO}}_{4}^{2-} \right]\left[ {H}_{3}{O}^{+} \right]}{\left[ {H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-} \right]}\)

(C) \({K}_{a}=\frac{\left[ {H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-} \right]\left[ {H}_{3}{O}^{+} \right]}{\left[ {H}_{3}{\text{PO}}_{4} \right]}\)

(D) \({K}_{a}=\frac{\left[ {H}_{3}{\text{PO}}_{4} \right]\left[ {H}_{3}{O}^{+} \right]}{\left[ {H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-} \right]}\)

b) [★★] Na tabela seguinte, estão registadas as constantes de acidez, \({K}_{a}\), a \(25{ }^{\circ }C\), das espécies \({H}_{3}{\text{PO}}_{4}\left( \text{aq} \right)\), \({H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)\) e \({\text{HPO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)\).

Qual é a fórmula química da base conjugada da espécie ácida mais fraca?

Exame Nacional 2019, 1.ª fase — Grupo III, item 3

Considere a reação traduzida por

\[2\,{H}_{2}O(l)⇌{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)+{\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\]

Dissolvendo em água, a temperatura constante, uma certa quantidade de uma base, a concentração de \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\)

(A) diminui, e o produto iónico da água mantém-se constante.

(B) aumenta, e o produto iónico da água não se mantém constante.

(C) diminui, e o produto iónico da água não se mantém constante.

(D) aumenta, e o produto iónico da água mantém-se constante.

Exame Nacional 2019, 2.ª fase — Grupo I, item 2

Considere a hexametilenodiamina (substância A) e o ácido adípico (substância B).

As soluções aquosas da substância A são básicas.

Numa solução aquosa da substância A, a uma qualquer temperatura \(T\), a concentração de \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\) será

(A) superior à de \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\), sendo o pH da solução sempre maior do que 7.

(B) superior à de \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\), podendo o pH da solução ser maior, menor ou igual a 7.

(C) inferior à de \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\), podendo o pH da solução ser maior, menor ou igual a 7.

(D) inferior à de \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\), sendo o pH da solução sempre maior do que 7.

Exame Nacional 2019, época especial — Grupo V, item 2

Em qual das seguintes reações a água se comporta como um ácido de Brönsted-Lowry?

(A) \({\text{HS}}^{-}\left( \text{aq} \right)+{\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)⇌{S}^{2-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)\)

(B) \({\text{HS}}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{S}^{2-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\)

(C) \({H}_{2}S\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{HS}}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\)

(D) \({S}^{2-}\left( \text{aq} \right)+2\,{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)⇌{H}_{2}S\left( \text{aq} \right)+2\,{H}_{2}O(l)\)

Exame Nacional 2020, 2.ª fase — Grupo VI, item 2

A emissão de óxidos de enxofre para a atmosfera, entre os quais o dióxido de enxofre, \({\text{SO}}_{2}\left( g \right)\), dá origem ao ácido sulfúrico, \({H}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)\), presente nas chuvas ácidas.

O ácido sulfúrico é um ácido diprótico que se ioniza em água em duas etapas sucessivas, traduzidas por

\[{H}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)\to {\text{HSO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

\[{\text{HSO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{SO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

O ião \({\text{HSO}}_{4}^{-}\), ao ____________ um protão, transforma-se na sua base conjugada, a espécie ____________.

(A) receber … \({H}_{2}{\text{SO}}_{4}\)

(B) receber … \({\text{SO}}_{4}^{2-}\)

(C) ceder … \({H}_{2}{\text{SO}}_{4}\)

(D) ceder … \({\text{SO}}_{4}^{2-}\)

Exame Nacional 2021, 1.ª fase — item 6.2

6. Dissolveu-se amoníaco, \({\text{NH}}_{3}\left( g \right)\), em água, tendo-se obtido uma solução de concentração \(2,27 {\text{mol dm}}^{-3}\) e de densidade \(0,98 {\text{g cm}}^{-3}\), a \(25{ }^{\circ }C\).

O amoníaco, \({\text{NH}}_{3}\left( \text{aq} \right)\), é uma base fraca, cuja ionização em água pode ser traduzida por

\[{\text{NH}}_{3}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{NH}}_{4}^{+}\left( \text{aq} \right)+{\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\]

Adicionando algumas gotas de um ácido forte concentrado a um dado volume da solução de amoníaco, a concentração de \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\)

(A) diminui e a concentração de \({\text{NH}}_{4}^{+}\left( \text{aq} \right)\) aumenta.

(B) aumenta e a concentração de \({\text{NH}}_{4}^{+}\left( \text{aq} \right)\) diminui.

(C) aumenta e a concentração de \({\text{NH}}_{4}^{+}\left( \text{aq} \right)\) aumenta.

(D) diminui e a concentração de \({\text{NH}}_{4}^{+}\left( \text{aq} \right)\) diminui.

Exame Nacional 2022, época especial — item 1.3

1. A água, \({H}_{2}O\), é uma substância que apresenta propriedades físicas e químicas particulares.

A água é uma substância que reage com ela própria, ainda que em pequena extensão. A reação de autoionização da água é traduzida por

\[2\,{H}_{2}O(l)⇌{\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

Na tabela seguinte, estão representados os valores do produto iónico da água, \({K}_{w}\), a diferentes temperaturas, \(\theta \), expressas em \({​}^{\circ }C\).

Explique, com base na análise da tabela, como varia o pOH da água pura em função do aumento da temperatura.

Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.

Exame Nacional 2023, 1.ª fase — item 7.2

7. Numa titulação, a \(25{ }^{\circ }C\), \(10,00 \text{mL}\) de uma solução diluída de ácido nítrico, \({\text{HNO}}_{3}\left( \text{aq} \right)\) (\(M=63,02 {\text{g mol}}^{-1}\)), foram titulados com uma solução padrão de hidróxido de sódio, \(NaOH(aq)\), de concentração \(0,100 {\text{mol dm}}^{-3}\).

A reação que ocorre pode ser traduzida por

\[{\text{HNO}}_{3}\left( \text{aq} \right)+NaOH(aq)\to {\text{NaNO}}_{3}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)\]

O volume de base gasto até se atingir o ponto de equivalência (p.e.) foi \(13,80 \text{mL}\).

Selecione a opção que apresenta o esboço do gráfico que representa a curva da titulação, a \(25{ }^{\circ }C\).

Exame Nacional 2023, época especial — itens 1.3.1, 1.3.2

1.3. Em solução aquosa, o ácido etanoico, \({\text{CH}}_{3}COOH(aq)\), ioniza-se parcialmente, originando \({\text{CH}}_{3}{\text{COO}}^{-}\left( \text{aq} \right)\) e \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\). Esta reação pode ser traduzida por

\[{\text{CH}}_{3}COOH(aq)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{CH}}_{3}{\text{COO}}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)  {K}_{a}=1,8\times {10}^{-5}, \text{à temperatura}T\]

Após ionização, à temperatura \(T\), uma solução aquosa de \({\text{CH}}_{3}\text{COOH}\) apresenta um pH de \(2,6\).

a) [★★] Determine a concentração de \({\text{CH}}_{3}\text{COOH}\) em equilíbrio, à temperatura \(T\).

Apresente todos os cálculos efetuados.

b) [★] Qual das opções seguintes apresenta um par conjugado ácido-base resultante da ionização do ácido etanoico em água?

(A) \({\text{CH}}_{3}COOH(aq)/{\text{CH}}_{3}{\text{COO}}^{-}\left( \text{aq} \right)\)

(B) \({\text{CH}}_{3}COOH(aq)/{H}_{2}O(l)\)

(C) \({\text{CH}}_{3}{\text{COO}}^{-}\left( \text{aq} \right)/{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\)

(D) \({\text{CH}}_{3}{\text{COO}}^{-}\left( \text{aq} \right)/{H}_{2}O(l)\)

Exame Nacional 2017, 1.ª fase — Grupo VII, item 3

O ácido metanoico, \(\text{HCOOH}\) (\(M=46,03 {\text{g mol}}^{-1}\)), também conhecido por ácido fórmico, é um ácido monoprótico fraco (a sua constante de acidez é \(1,7\times {10}^{-4}\), a \(25{ }^{\circ }C\)) cuja ionização em água pode ser traduzida por

\[HCOOH(aq)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{HCOO}}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

Admita que quer preparar \(250,0 {\text{cm}}^{3}\) de uma solução aquosa de ácido metanoico cujo pH, a \(25{ }^{\circ }C\), deverá ser \(3,20\).

Calcule a massa de ácido metanoico que terá de ser utilizada para preparar aquela solução.

Apresente todas as etapas de resolução.

Exame Nacional 2017, 2.ª fase — Grupo IV, item 4

A reação que ocorre na titulação de uma solução aquosa de ácido clorídrico com uma solução aquosa de hidróxido de sódio pode ser traduzida por

\[{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)+{\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\to 2\,{H}_{2}O(l)\]

Com o objetivo de obter a curva da titulação ácido-base, um grupo de alunos efetuou a titulação de uma amostra de uma solução aquosa de ácido clorídrico, \(HCl(aq)\), com uma solução aquosa de hidróxido de sódio, \(NaOH(aq)\).

No início da titulação, o copo continha \(50,0 {\text{cm}}^{3}\) de uma solução aquosa de \(\text{HCl}\), de concentração \(2,00\times {10}^{-4} \text{mol}\) por \(1,00 {\text{cm}}^{3}\) de solução. A concentração da solução aquosa de \(\text{NaOH}\), utilizada como solução titulante, era \(0,400 {\text{mol dm}}^{-3}\).

Para obter a curva de titulação, é necessário continuar a adicionar a solução titulante depois de atingido o ponto de equivalência da titulação.

Considere que, à solução inicial de \(\text{HCl}\), foi adicionado um volume total de \(40,0 {\text{cm}}^{3}\) de solução de \(\text{NaOH}\), admitindo-se, assim, que o volume total da solução resultante era \(90,0 {\text{cm}}^{3}\).

Determine o pH, a \(25{ }^{\circ }C\), da solução resultante.

Apresente todas as etapas de resolução.

Exame Nacional 2019, 1.ª fase — Grupo III, item 2

Considere a reação traduzida por

\[2\,{H}_{2}O(l)⇌{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)+{\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\]

O produto iónico da água é \(3,80\times {10}^{-14}\), a uma temperatura \(T\).

Se, à temperatura \(T\), o pH de uma água engarrafada for \(6,90\), essa água

(A) será neutra, uma vez que as concentrações de \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\) e de \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\) serão iguais.

(B) não será neutra, uma vez que o seu pH será diferente de 7.

(C) não será neutra, uma vez que a concentração de \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\) será inferior à de \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\).

(D) será neutra, uma vez que o seu pH será próximo de 7.

Exame Nacional 2020, 2.ª fase — Grupo VI, item 3

A emissão de óxidos de enxofre para a atmosfera, entre os quais o dióxido de enxofre, \({\text{SO}}_{2}\left( g \right)\), dá origem ao ácido sulfúrico, \({H}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)\), presente nas chuvas ácidas.

A Figura 6 apresenta a curva da titulação de \(10,00 {\text{cm}}^{3}\) de uma solução de ácido sulfúrico, \({H}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)\), com uma solução padrão de hidróxido de sódio, \(NaOH(aq)\), de concentração \(5,00\times {10}^{-2} {\text{mol dm}}^{-3}\).

A reação que ocorre pode ser traduzida por

\[{H}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)+2\,NaOH(aq)\to {\text{Na}}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)+2\,{H}_{2}O(l)\]

Determine a concentração da solução de ácido sulfúrico.

Explicite o seu raciocínio, indicando todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2021, 1.ª fase — itens 7.1, 7.2

7. O ácido sulfúrico, \({H}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)\), ioniza-se de acordo com as reações traduzidas por

\({H}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)\to {\text{HSO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)  {K}_{a1}\) elevado

\({\text{HSO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{SO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)  {K}_{a2}=1,0\times {10}^{-2}\), a \(25{ }^{\circ }C\)

a) [★★★] Numa solução de \({H}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)\) \(1,00\times {10}^{-2} {\text{mol dm}}^{-3}\), a \(25{ }^{\circ }C\), a concentração de \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\) é

(A) superior à concentração de \({\text{SO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)\), sendo o pH da solução \(2,0\).

(B) superior à concentração de \({\text{SO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)\), sendo o pH da solução inferior a \(2,0\).

(C) igual à concentração de \({\text{SO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)\), sendo o pH da solução \(2,0\).

(D) igual à concentração de \({\text{SO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)\), sendo o pH da solução inferior a \(2,0\).

b) [★★] O ácido conjugado da espécie \({\text{SO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)\) é a espécie

(A) \({\text{HSO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)\), comportando-se a água como base apenas na reação (1).

(B) \({\text{HSO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)\), comportando-se a água como base nas reações (1) e (2).

(C) \({H}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)\), comportando-se a água como base nas reações (1) e (2).

(D) \({H}_{2}{\text{SO}}_{4}\left( \text{aq} \right)\), comportando-se a água como base apenas na reação (1).

Exame Nacional 2021, 2.ª fase — itens 3.1, 3.2

3. O ácido hipobromoso, \(HBrO(aq)\), usado como antimicrobiano, é um ácido cuja ionização em água se pode traduzir por

\[HBrO(aq)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{BrO}}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)  {K}_{a}=2,8\times {10}^{-9}, a 25{ }^{\circ }C\]

a) [★★] A espécie \(HBrO(aq)\) tem uma ação antimicrobiana mais eficaz do que a espécie \({\text{BrO}}^{-}\left( \text{aq} \right)\).

Um aumento de pH favorece a reação

(A) direta, aumentando a eficácia antimicrobiana do ácido hipobromoso.

(B) inversa, aumentando a eficácia antimicrobiana do ácido hipobromoso.

(C) direta, diminuindo a eficácia antimicrobiana do ácido hipobromoso.

(D) inversa, diminuindo a eficácia antimicrobiana do ácido hipobromoso.

b) [★★★] Adicionando algumas gotas de uma solução concentrada de uma base forte a uma solução aquosa de \(\text{HBrO}\), obteve-se uma solução cujo pH, a \(25{ }^{\circ }C\), é \(8,25\).

Verifique que, na solução resultante, \(\frac{1}{3}\) do ácido hipobromoso está ionizado.

Explicite o seu raciocínio.

Exame Nacional 2021, época especial — itens 1.4.1, 1.4.2

1. Os ácidos orgânicos apresentam um grupo funcional característico. O ácido cítrico, \({C}_{6}{H}_{8}{O}_{7}\) (\(M=192,14 {\text{g mol}}^{-1}\)), é uma substância presente nos citrinos.

a) [★★★] Considere uma solução aquosa de ácido fosfórico e uma solução aquosa de ácido cítrico com a mesma concentração, a uma dada temperatura, \(T\).

A constante de acidez definida para a primeira ionização de \({H}_{3}{\text{PO}}_{4}\left( \text{aq} \right)\) é cerca de dez vezes maior do que a constante de acidez definida para a primeira ionização de \({C}_{6}{H}_{8}{O}_{7}\left( \text{aq} \right)\), à temperatura \(T\).

Conclua, fundamentando, em qual das soluções será maior a concentração de \({\text{OH}}^{-}\left( \text{aq} \right)\), considerando apenas a contribuição da primeira ionização daqueles ácidos em água.

Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.

b) [★] A primeira ionização do ácido fosfórico em água pode ser traduzida por

\[{H}_{3}{\text{PO}}_{4}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{H}_{2}{\text{PO}}_{4}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

Escreva as fórmulas químicas das duas espécies que resultam da segunda ionização do ácido fosfórico em água.

Exame Nacional 2023, 2.ª fase — item 8.3

8. No âmbito das suas metas ambientais, uma indústria cimenteira instalou um precipitador eletrostático (dispositivo que remove poeiras) numa chaminé.

A utilização de carvão nas cimenteiras é responsável pela presença de dióxido de enxofre, \({\text{SO}}_{2}\), nos gases à saída do precipitador eletrostático.

Admita que:

– o teor de enxofre, \(S(s)\), no carvão é \(3,5\,\%\) (em massa); – na queima de \(1,0\) tonelada de carvão, todo o enxofre se espalha na atmosfera, sob a forma de \({\text{SO}}_{2}\left( g \right)\), numa área circular de \(1,0 \text{km}\) de raio (\(A=\pi {r}^{2}\)); – a precipitação nesta área arrasta os produtos gasosos resultantes da combustão e origina uma «toalha» líquida no solo de \(10 \text{mm}\) de altura; – todo o enxofre presente no combustível fóssil é oxidado a ião sulfato, \({\text{SO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)\).

As duas reações que ocorrem podem ser traduzidas por

\[S(s)+{O}_{2}\left( g \right)\to {\text{SO}}_{2}\left( g \right)\]

\[2\,{\text{SO}}_{2}\left( g \right)+{O}_{2}\left( g \right)+6\,{H}_{2}O(l)\to 2\,{\text{SO}}_{4}^{2-}\left( \text{aq} \right)+4\,{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

Determine o pH da água da chuva nesta área, após a queima de \(1,0\) tonelada de carvão.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2024, 1.ª fase — itens 4.2, 4.3

4. A prova de 400 metros planos exige um esforço muscular intenso, o que pode levar à formação de ácido lático, \({\text{CH}}_{3}CH(OH)COOH\), que, em excesso, causa dores musculares e cansaço.

a) [★★] A produção de ácido lático pode provocar uma descida de pH muscular.

Quando, a uma determinada temperatura, o pH diminui em \(0,5\), a concentração de \({H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\)

(A) aumenta, aproximadamente, para o triplo.

(B) diminui, aproximadamente, para um terço.

(C) aumenta, aproximadamente, para o dobro.

(D) diminui, aproximadamente, para metade.

b) [★★★] O ácido lático é um ácido monoprótico que se ioniza parcialmente em água, de acordo com a equação

\[{\text{CH}}_{3}CH(OH)COOH(aq)+{H}_{2}O(l)⇌{\text{CH}}_{3}{CH(OH)COO}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)\]

À temperatura de \(25{ }^{\circ }C\), a constante de acidez, \({K}_{a}\), é \(1,38\times {10}^{-4}\).

Num laboratório, encontra-se um frasco que apresenta um rótulo manuscrito: «ácido lático (aq), pH \(2,65\)».

Para confirmar esta informação, foi retirada do frasco uma amostra de \(50,00 \text{mL}\) da solução de ácido lático e foi feita uma titulação com uma solução padrão de \(\text{NaOH}\), de concentração \(1,00\times {10}^{-2} {\text{mol dm}}^{-3}\), tendo-se gastado \(11,20 \text{mL}\) até se atingir o ponto de equivalência.

Determine o pH da solução de ácido lático, a \(25{ }^{\circ }C\), mostrando que o valor apresentado no rótulo está incorreto.

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2024, 2.ª fase — itens 5.3.1, 5.3.2

5.3. Na atmosfera, os óxidos de nitrogénio podem originar o ácido nítrico, \({\text{HNO}}_{3}\), um ácido forte, e o ácido nitroso, \({\text{HNO}}_{2}\), um ácido fraco, que contribuem para a acidificação da água da chuva.

Considere duas soluções aquosas, uma de \({\text{HNO}}_{3}\), com pH \(1,00\), e outra de \({\text{HNO}}_{2}\), com pH \(2,16\), ambas com a mesma concentração e à mesma temperatura.

a) [★★★] Determine a constante de acidez, \({K}_{a}\), do \({\text{HNO}}_{2}\) para a temperatura considerada.

Apresente todos os cálculos efetuados.

b) [★★] Soluções de \({\text{HNO}}_{3}\) e de \({\text{HNO}}_{2}\), de igual volume, foram tituladas com uma solução aquosa de uma base forte, \(\text{NaOH}\), à temperatura de \(25{ }^{\circ }C\), até se atingir o ponto de equivalência.

O volume de titulante gasto para titular a solução de \({\text{HNO}}_{2}\) é ____________ ao volume de titulante gasto para titular a solução de \({\text{HNO}}_{3}\), e o pH no ponto de equivalência para a titulação de \({\text{HNO}}_{2}\) é ____________ a 7.

(A) inferior … superior

(B) inferior … inferior

(C) igual … superior

(D) igual … inferior

Exame Nacional 2025, 1.ª fase — itens 8.3, 8.4

8. O armazenamento e o transporte do di-hidrogénio, \({H}_{2}\), têm sido estudados com vista à utilização deste gás como recurso energético. Num laboratório, estuda-se um processo de armazenar quimicamente o \({H}_{2}\) sob a forma de hidretos sólidos, mais fáceis e seguros de transportar, como é o caso do hidreto de sódio, \(\text{NaH}\), cuja formação pode ser traduzida por

\[2\,Na(s)+{H}_{2}\left( g \right)\to 2\,NaH(s)  \Delta H<0\]

Na reação entre o \(\text{NaH}\) e a água, forma-se \({H}_{2}\), de acordo com a equação

\[NaH(s)+{H}_{2}O(l)\to NaOH(aq)+{H}_{2}\left( g \right)  \Delta H<0\]

Admita que, nas reações (1) e (2), os reagentes se transformam completamente em produtos de reação e que não existem reações paralelas.

a) [★★★] Na reação (2), forma-se \({H}_{2}\left( g \right)\) e uma solução aquosa de hidróxido de sódio, \(NaOH(aq)\), uma base forte.

Considere que se obtêm \(270 {\text{cm}}^{3}\) de \(NaOH(aq)\), de pH \(13,78\), a \(25{ }^{\circ }C\).

Admita que, nas condições de pressão e de temperatura em que este processo foi estudado, o volume molar do \({H}_{2}\left( g \right)\) é \(26,4 {\text{dm}}^{3}{\text{mol}}^{-1}\).

Determine o volume de \({H}_{2}\left( g \right)\) formado.

Apresente todos os cálculos efetuados.

b) [★★] Procedeu-se à titulação de uma amostra de \(NaOH(aq)\), contida num balão de Erlenmeyer, com uma solução padrão de ácido clorídrico, \(HCl(aq)\), um ácido forte, contida numa bureta.

Selecione a opção que apresenta o esboço da curva da titulação, a \(25{ }^{\circ }C\).

Exame Nacional 2026, 1.ª fase — item 5.1

5. Carlos Corrêa, professor e divulgador de ciência, num dos seus exercícios, demonstrou a impossibilidade de neutralizar a acidez do estômago pela ingestão de uma água alcalina.

Determine o volume de uma água alcalina, de pH \(9,50\), necessário para neutralizar \(3,0 {\text{dm}}^{3}\) de suco gástrico de pH \(2,00\), a \(25{ }^{\circ }C\).

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2026, 2.ª fase — item 3.2

3. O tri-hidróxido de alumínio sólido, \({Al(OH)}_{3}\left( s \right)\), é uma substância utilizada para combater a acidez no estômago.

O \({Al(OH)}_{3}\left( s \right)\) (\(M=78,01 {\text{g mol}}^{-1}\)), uma vez ingerido, reage com o ácido clorídrico, \(HCl(aq)\), um ácido forte, presente no conteúdo gástrico, numa reação que pode ser traduzida por

\[{Al(OH)}_{3}\left( s \right)+3\,HCl(aq)\to {\text{AlCl}}_{3}\left( \text{aq} \right)+3\,{H}_{2}O(l)\]

Num laboratório farmacêutico, estuda-se a variação de pH do conteúdo gástrico após a toma de um comprimido com \(240 \text{mg}\) de \({Al(OH)}_{3}\left( s \right)\).

Para simular o conteúdo gástrico, utilizou-se uma solução de \(HCl(aq)\) de volume \(800 {\text{cm}}^{3}\) e de concentração \(3,16\times {10}^{-2} {\text{mol dm}}^{-3}\).

Considere que a reação é completa, que a variação de pH da solução se deve exclusivamente à adição de \({Al(OH)}_{3}\left( s \right)\), e que a variação de volume da solução é desprezável.

Determine o pH da solução após a adição de \(240 \text{mg}\) de \({Al(OH)}_{3}\left( s \right)\).

Apresente todos os cálculos efetuados.

Exame Nacional 2026, época especial — itens 3.2.1, 3.2.2

3. O ácido ascórbico, \({C}_{6}{H}_{8}{O}_{6}\), é um ácido fraco solúvel em água.

3.2. O \({C}_{6}{H}_{8}{O}_{6}\) (\(M=176,14 {\text{g mol}}^{-1}\)) é um ácido diprótico cuja primeira ionização pode ser traduzida por

\[{C}_{6}{H}_{8}{O}_{6}\left( \text{aq} \right)+{H}_{2}O(l)⇌{C}_{6}{H}_{7}{O}_{6}^{-}\left( \text{aq} \right)+{H}_{3}{O}^{+}\left( \text{aq} \right)  {K}_{a1}=8,0\times {10}^{-5}, a 25{ }^{\circ }C\]

a) [★★★] Dissolveram-se \(80,5 g\) de \({C}_{6}{H}_{8}{O}_{6}\) em \(210 g\) de água, obtendo-se uma solução com massa volúmica de \(1,22 {\text{g cm}}^{-3}\), a \(25{ }^{\circ }C\).

Determine o pH da solução de ácido ascórbico, considerando apenas a sua primeira ionização.

Apresente todos os cálculos efetuados.

b) [★] Quais são as duas espécies que resultam da segunda ionização do \({C}_{6}{H}_{8}{O}_{6}\) em água?

(A) \({C}_{6}{H}_{7}{O}_{6}^{2-}\) e \({H}_{3}{O}^{+}\)

(B) \({C}_{6}{H}_{6}{O}_{6}^{2-}\) e \({H}_{2}O\)

(C) \({C}_{6}{H}_{6}{O}_{6}^{2-}\) e \({H}_{3}{O}^{+}\)

(D) \({C}_{6}{H}_{7}{O}_{6}^{2-}\) e \({H}_{2}O\)