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 98g/L, ocorrendo dissociação total do ácido na solução diluída. O quadro apresenta os valores aproximados de logaritmos decimais.
Número 2 3 4 5 6 7 8 9 10
log 0,3 0,5 0,6 0,7 0,8 0,85 0,9 0,95 1
Sabendo-se que as massas molares em g/mol dos elementos H, O e S são, respectivamente, iguais a 1; 16 e 32, qual 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
RESOLUÇÃO
Para o cálculo do potencial Hidrogeniônico (pH) de uma solução ácida precisamos encontrar o valor da concentração de cátions hidrogênio [H1+], em mols/litro, e depois aplicar a fórmula:
pH = - log [H1+]
Cálculo da concentração(g/L) de ácido na solução diluída.
Leitura da concentração da solução ácida: 98 g/L = cada litro da solução tem 98 gramas do ácido dissolvidos, como ela foi diluída 2.000 vezes significa que seu volume passou para 2.000 litros.
Após a diluição teremos 98 gramas do ácido dissolvidos em 2.000 litros.
Cálculo da concentração(mol/L) de ácido na solução diluída.
Massa molar do ácido sulfúrico cuja fórmula é igual a H2SO4
(2 x 1) + (1x32) + (4x16) = 98g/mol
Concentração molar = 98 g/2.000 L ou 1 mol/2.000 L = 0,5 x 10-3 mol/litro
"Pegadinha" a concentração calculada é do ácido sulfúrico, não de [H1+]
Cada mol de ácido sulfúrico ao ser ionizado pela água poderá gerar até 2 mols de cátions hidrogênio [H1+], observe a fórmula do ácido.
Logo, a concentração de cátions hidrogênio [H1+] será o dobro da concentração do ácido.
[H1+] = 2 x 0,5 x 10-3 mol/litro = 1 x 10-3 mol/litro
Cálculo do pH da solução ácida diluída.
pH = - log [H1+] = - log 10-3 = - (-3) x log 10 = 3 x 1 = 3
Resposta letra B
Obg
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