Ano 2021#chuva ácida#equilíbrio químico#lei de Henry#pH#óxidos gasosos#poluição atmosférica#fase2#discursiva

Sobre o tema

A chuva ácida é um fenômeno ambiental causado pela dissolução de óxidos gasosos na atmosfera, como CO₂, NO₂, NO e SO₂, que formam ácidos em contato com a água da chuva. O pH da chuva natural é cerca de 5,6 devido ao equilíbrio do CO₂ com H₂CO₃. Em regiões industrializadas, altas concentrações desses poluentes aumentam a acidez, reduzindo o pH abaixo de 5,6. A Lei de Henry descreve a solubilidade dos gases, e as constantes de acidez (Ka) determinam a concentração de íons H⁺. Este problema integra conceitos de equilíbrio químico, estequiometria e impactos ambientais, sendo comum em vestibulares como o ITA.

Tópicos relacionados

  • Lei de Henry e solubilidade de gases
  • Constantes de acidez e cálculo de pH
  • Chuva ácida e poluição atmosférica
  • Equilíbrio químico em soluções aquosas
  • Cálculo de concentração de H+ a partir de dados

Enunciado

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

Região | Gás(es) presente(s) | Concentração (ppmv)
R | CO₂ | 5,00 × 10²
| NO₂ | 4,00
S | NO | 1,45 × 10¹
T | SO₂ | 2,00 × 10³

Sabe-se que a chuva ácida se refere à água da chuva com pH menor que 5,6 (equivale a [H⁺] > 2,5 × 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 (mol·atm⁻¹·L⁻¹) e Ka para cada substância:
- CO₂: KH = 0,04; Ka1 = 4,5 × 10⁻⁷; Ka2 = 4,7 × 10⁻¹¹
- NO₂: KH = 0,01; Ka = 7,0 × 10⁻⁴
- NO: KH = 0,002
- SO₂: KH = 0,04; Ka1 = 1,2 × 10⁻²; Ka2 = 6,6 × 10⁻⁸

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Perguntas frequentes

O que é a Lei de Henry?

A Lei de Henry estabelece que a solubilidade de um gás em um líquido é diretamente proporcional à pressão parcial do gás acima do líquido. A constante de Henry (KH) é a constante de proporcionalidade.

Como a chuva ácida afeta o meio ambiente?

A chuva ácida reduz o pH de solos e corpos d'água, prejudicando a vida aquática e a nutrição das plantas. Também corrói construções e monumentos históricos feitos de calcário e mármore.

Qual a diferença entre Ka1 e Ka2 para ácidos polipróticos?

Ácidos polipróticos como H₂CO₃ e H₂SO₃ têm múltiplas constantes de dissociação. Ka1 refere-se à primeira perda de próton, geralmente a maior, enquanto Ka2 refere-se à segunda perda, que é menor.

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