Questão 124 – ENEM PPL 2018

O aproveitamento integral e racional das matérias-primas lignocelulósicas poderá revolucionar uma série de segmentos industriais, tais como o de combustíveis, mediante a produção de bioetanol de segunda geração. Este processo requer um tratamento prévio da biomassa, destacando-se o uso de ácidos minerais diluídos. No pré-tratamento de material lignocelulósico por via ácida, empregou-se uma solução de ácido sulfúrico, que foi preparada diluindo-se 2 000 vezes uma solução de ácido sulfúrico, de concentração igual a 98 g/L , ocorrendo dissociação total do ácido na solução diluída. O quadro apresenta os valores aproximados de logaritmos decimais

Sabendo-se que as massas molares, em g/mol, dos elementos H, O e S são, respectivamente, iguais a 1, 16 e 32, qual é o pH da solução diluída de ácido sulfúrico preparada conforme descrito?

A) 2,6

B) 3,0

C) 3,2

D) 3,3

E) 3,6

Solução

Primeiro, vamos encontrar a concentração da solução diluída e, em seguida, calcular o pH.

Dados:

– Concentração da solução original de ácido sulfúrico: 98 g/L

– Fator de diluição: 2000 vezes.

A concentração de 98 g/L equivale a concentração molar de 1 mol/L, já que a massa molar do ácido sulfúrico é igual a 98 g/mol. Considerando que a solução foi diluída 2000 vezes, a nova concentração da solução diluída é dada por:

em que:

Ao substituir os valores, temos:

Determinação do pH

O ácido sulfúrico (H₂​SO₄​) é um ácido forte e se dissocia completamente em solução aquosa. A dissociação é:

H₂SO₄ → 2 H⁺ + SO₄^2-

Para cada mol do ácido são gerados 2 mols de H⁺. Portanto, a concentração de íons hidrogênio será o dobro da concentração da solução diluída de ácido sulfúrico:

[H+] = 2 × 0,0005 mol/L = 0,001 mol/L

Finalmente, calculamos o pH usando a fórmula:

Alternativa B