(Usp 2013)
Em um laboratório químico, um estudante encontrou quatro frascos (1, 2, 3 e 4) contendo soluções aquosas incolores de sacarose, KCl, HCl e NaOH, não necessariamente nessa ordem. Para identificar essas soluções, fez alguns experimentos simples, cujos resultados são apresentados na tabela a seguir:
Dado: Soluções aquosas contendo o indicador fenolftaleína são incolores em pH menor do que 8,5 e têm coloração rosa em pH igual a ou maior do que 8,5.
As soluções aquosas contidas nos frascos 1, 2, 3 e 4 são, respectivamente, de;
.
A escala de pH serve para medir o nível de acidez de soluções (o quão ácidas elas são). Ela varia de 0 a 14 sendo que se a solução estiver na faixa de 0 a 6 ela é considerada ácida, igual a 7 neutra, maior que 7 básica.
Agora vamos analisar as amostras.
Cor da solução
Ela fica incolor na presença de fenolftaleína, isto quer dizer que o pH é menor que 8,5, ela pode ser básica ou ácida, vamos seguir para descobrir mais informações.
Condutibilidade elétrica
Em meio aquoso os íons são os responsáveis pela condução de eletricidade
quanto mais íons maior e melhor será a condutibilidade elétrica.
Pode ser qualquer substância que em água libere íons, como
NaOH, HCl ou KCl, excetuando-se a sacarose, isto porque o composto C
12H
22O
11 não forma íons quando dissolvido.
Reage com Mg(OH)
2
Um ácido ou um sal com caráter ácido reagiria com a base em uma reação de neutralização, por exemplo quando misturamos hidróxido de magnésio com ácido clorídrico
então o composto deve ser uma base ou um sal neutro já que não reage com Mg(OH)
2.
Pode ser o
NaOH e temos também o KCl, mas será que ele é neutro?
Os sais normalmente são obtidos por meio da neutralização de um ácido com uma base, como é o caso do cloreto de potássio, produto da reação do hidróxido de potássio +ácido clorídrico
KOH +HCl → KCl +H2O
As bases são classificadas em fortes e fracas.
As bases fortes são formadas pelos elementos da famíla IA (metais alcalinos → Li, Na, K, Rb, Cs, Fr) e da família IIA
1 (metais alcalinos-terrosos: Ca, Sr, Ba, Ra).
Todas as outras são fracas.
Já os ácidos podem ser classificados quanto a presença ou ausência de oxigênio
\(
\begin{cases}
Hidrácidos:\;não\; possuem\; oxigênio\\
Exemplos:\; HF,\; HCl,\; HBr\\
\\
Oxiácidos:\; possuem\; oxigênio\\
Exemplos:\; H_2SO_4,\;HNO_3,\;H_3BO_3
\end{cases}
\)
é importante sabermos disso porque a força é determinada de maneiras diferentes para oxiácidos e hidrácidos.
Existem 3 hidrácidos fortes e 1 moderado, os demais são classificados como fracos.
Os oxiácidos são classificados de acordo com a diferença entre o número de oxigênios e o de hidrogênios
2
\(
\begin{cases}
Hidrácidos:\;não\; possuem\; oxigênio\\
\\
Exemplos:\; HF,\; HCl,\; HBr\\
\qquad\qquad\quad\bullet fortes: HCl,\;HBr,\;HI\\
\qquad\qquad\quad\bullet moderados: HF\\
\qquad\qquad\quad\bullet fracos:\;os\;demais
\\
\\
\\
\\
\\
Oxiácidos:\; possuem\; oxigênio\\
\\
Exemplos:\; H_2SO_4,\;HNO_3,\;H_3BO_3\\
\qquad\qquad\quad força: \bbox[5px, border: 2px solid #d220fa]{ x = nº\; oxigênios\; -nº\;hidrogênios } \\
\\
\qquad\qquad\qquad x \geqslant 2 \rightarrow forte\\
\qquad\qquad\qquad x = 1 \rightarrow moderado\\
\qquad\qquad\qquad x = 0 \rightarrow fraco
\end{cases}
\)
Mas há 1 exceção, H
2CO
3, na teoria ele deveria ser classificado como moderado, (x = 1) porém ele é fraco.
O
KCl provem de uma base e um ácido forte, por isso tem caráter neutro.
Resumindo, o frasco 1 pode conter
KCl ou NaOH, vamos para o próximo.
Cor da solução
Ela fica rosa na presença de fenolftaleína, isto quer dizer que o
pH é maior que 8,5, então ela só pode ser básica, as substâncias disponíveis são:
- NaOH: base forte, pode ser ela
- Sacarose: não torna a solução ácida nem básica, então não pode ser ela
- HCl: ácido forte, diminui muito o pH
Com essas concluões nós já chegamos na resposta.
Vamos terminar a análise da do frasco 2.
Condutibilidade elétrica
Em meio aquoso a referida base libera os íons
Na+ e OH
-
se produz íons a solução conduz corrente elétrica.
Reage com Mg(OH)
2
NaOH e Mg(OH)2 são bases, elas não reagem uma com a outra.
