Preguntas sobre balances químicos en Enem son muy recurrentes. Con esto en mente, creamos este material, que trae los temas más importantes sobre esta rama de la Química Física cubiertos en el Examen Nacional de Bachillerato (Enem).
Entre las cuestiones relacionadas con el equilibrio químico, tenemos la constante de equilibrio en términos de concentración en mol / L y en términos de presión, constante de equilibrio iónico, constante de ionización, cambio de equilibrio, pH y pOH, constante de hidrólisis, tampón y constante de solubilidad.
Entre los temas descritos anteriormente, algunos de ellos adquieren mayor protagonismo en Enem:
Cambio de equilibrio
Constante de ionización
pH
hidrólisis salina
Lección en video sobre equilibrio químico en Enem
1. Cambio de equilibrio en Enem
1.1- (Enem 2015) La hipoxia o mal de altura consiste en una disminución de oxígeno (O2) en la sangre arterial del cuerpo. Por este motivo, muchos deportistas experimentan molestias (dolores de cabeza, mareos, dificultad para respirar) cuando practican actividad física a gran altura. En estas condiciones, habrá una disminución en la concentración de hemoglobina oxigenada (HbO
2) en equilibrio en la sangre, según la relación:
El cambio en la concentración de hemoglobina oxigenada en la sangre se produce debido a:
a) la elevación de la presión arterial.
b) el aumento de la temperatura corporal.
c) reducir la temperatura del medio ambiente.
d) la caída de la presión parcial de oxígeno.
e) la disminución de la cantidad de glóbulos rojos.
Hemoglobina oxigenada (HbO2) se encuentra en los reactivos (lado derecho) de la ecuación. El ejercicio pregunta cuál de las opciones conduciría a un cambio en la hemoglobina oxigenada en la sangre, es decir, cambiaría el equilibrio hacia la izquierda o hacia la derecha.
a) Falso. El aumento del flujo sanguíneo no tiene nada que ver con el aumento de la presión arterial.
b) Falso. La temperatura no cambia el equilibrio proporcionado.
c) Falso. La temperatura no cambia el equilibrio proporcionado.
d) Verdadero. Disminuir la presión parcial de oxígeno reduce la cantidad de hemoglobina oxigenada, desplazando el equilibrio hacia la izquierda.
e) Falso. La caída en la cantidad de glóbulos rojos hará que disminuyan tanto la cantidad de hemoglobinas como las hemoglobinas oxigenadas.
1.2- (Enem 2011) Los refrescos se han convertido cada vez más en objetivos de las políticas de salud pública. Los productos de pegamento contienen ácido fosfórico, una sustancia que es perjudicial para la fijación del calcio, un mineral que es el componente principal de la matriz del diente. La caries es un proceso dinámico de desequilibrio en el proceso de desmineralización dental, pérdida de minerales por acidez. Se sabe que el componente principal del esmalte dental es una sal llamada hidroxiapatita. El refresco, debido a la presencia de sacarosa, disminuye el pH del biofilm (placa bacteriana), provocando la desmineralización del esmalte dental. Los mecanismos de defensa salival tardan entre 20 y 30 minutos en normalizar el nivel de pH, remineralizando el diente. La siguiente ecuación química representa este proceso:
Considerando que una persona consume refrescos a diario, puede ocurrir un proceso de desmineralización dental como resultado del aumento de concentración de:
a) OH-, que reacciona con los iones de Ca2+, cambiando el equilibrio hacia la derecha.
b) H+, que reacciona con los hidroxilos OH-, cambiando el equilibrio hacia la derecha.
c) OH-, que reacciona con los iones de Ca2+, cambiando el equilibrio hacia la izquierda.
d) H+, que reacciona con los hidroxilos OH-, cambiando el equilibrio hacia la izquierda.
e) Ca2+, que reacciona con los hidroxilos OH-, cambiando el equilibrio hacia la izquierda.
Respuesta correcta: Letra b
Resolución
El proceso de desmineralización desplaza el equilibrio hacia la derecha. Cuando la persona bebe gaseosa, está ingiriendo un material ácido, es decir, aumentando la cantidad de H+ en el medio. El h+ interactúa rápidamente con el OH- de equilibrio, reduciendo la cantidad de OH-. De esta forma, el equilibrio se desplaza hacia la derecha, desmineralizando el diente.
1.3- (Enem-2013) Uno de los pasos del tratamiento del agua es la desinfección, siendo la cloración el método más utilizado. Este método consiste en disolver el cloro gaseoso en una solución a presión y aplicarlo al agua a desinfectar. Las ecuaciones de reacción química involucradas son:
La acción desinfectante está controlada por el ácido hipocloroso, que tiene un potencial de desinfección aproximadamente 80 veces mayor que el anión hipoclorito. El pH del medio es importante porque influye en la medida en que se ioniza el ácido hipocloroso. Para que la desinfección sea más eficaz, el pH del agua a tratar debe estar más cerca de:
a) 0
b) 5
c) 7
d) 9
e) 14
Respuesta correcta: Letra b
Según el texto, la mejor acción desinfectante la realiza la sustancia HClO. Por tanto, toda interpretación y conclusión debe orientarse hacia una forma de obtener esta sustancia.
La sustancia HClO está presente en el segundo balance, por lo que una táctica interesante es desplazar este balance hacia la izquierda. Por esto, según el principio de Le Chatelier, tenemos la opción de aumentar la cantidad de H+ (agregando una sustancia ácida, pH menor a 7) o aumentar la cantidad de Cl-.
Es de destacar que, en la primera ecuación, existe otro equilibrio químico, que presenta la especie HClO-, que tiene afinidad con H+, cambiando el equilibrio hacia la izquierda. Este es un movimiento que no queremos.
Por tanto, debemos utilizar un pH ácido (inferior a 7). Sin embargo, este pH no debe ser demasiado ácido para evitar una gran cantidad de cationes H.+ en el medio.
Vea también:Equilibrio químico en cuevas
2. pH e hidrólisis salina en Enem
2.1- (Enem-2017) Se pueden obtener varios productos naturales de las plantas mediante el proceso de extracción. El lapachol pertenece a la clase de las naftoquinonas. Su estructura tiene un enol hidroxilo (pKa = 6.0) que permite aislar este compuesto del aserrín de ipe mediante extracción con una solución adecuada, seguida de una simple filtración. Considere que pKa = -log Ka y que Ka es la constante ácida de la reacción de ionización del lapachol.
¿Qué solución se debe utilizar para extraer lapachol del aserrín ipê de manera más eficiente?
a) Solución de Na2CO3 para formar una sal de lapachol.
b) Solución tampón de ácido acético / acetato de sodio (pH = 4,5).
c) Solución de NaCl para incrementar la fuerza iónica del medio.
d) solución de Na2SOLO4 para formar un par de iones con lapachol.
e) Solución de HCl para extraerlo mediante una reacción ácido-base.
La declaración indica que el pKa de la sustancia es 6,0. Este valor de pKa debe usarse en la expresión pKa:
Como su Ka es pequeño, el lapachol es una sustancia ácida, por lo que para eliminarlo es útil utilizar una sustancia básica.
una verdad. La sal es básica, ya que proviene de una base fuerte (porque es de la familia IA), y el CO3 proviene de un ácido débil (H2CO3).
b) Falso. La solución tampón es ácida y necesitamos una base.
c) Falso. El NaCl es una sal neutra, ya que proviene de una base fuerte (porque es de la familia IA), y el Cl proviene de un ácido fuerte (HCl).
d) Falso. A2SOLO4 es una sal neutra, ya que el Na proviene de una base fuerte (porque es de la familia IA), y SO4 proviene de un ácido fuerte (H2SOLO4).
es falso. El HCl es un ácido y necesitamos una base.
2.2- (Enem- 2014) Con el objetivo de minimizar los impactos ambientales, la legislación brasileña determina que los residuos químicos que se liberan directamente en el cuerpo receptor tienen un pH entre 5.0 y 9.0. Un residuo líquido acuoso generado en un proceso industrial tiene una concentración de iones hidroxilo igual a 1.0.10-10 prostituta. Para cumplir con la legislación, un químico separó las siguientes sustancias, disponibles en el almacén de la empresa: CH3COOH, Na2SO4, CH3OH, K2CO3 y NH4Cl.
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Para que el residuo se libere directamente en el cuerpo receptor, ¿qué sustancia podría usarse para ajustar el pH?
a) CH3COOH
b) En2SOLO4
c) CH3Oh
d) K2CO3
e) NH4Cl
Respuesta correcta: Letra D
Resolución
Paso 1: Determine el pH del residuo.
El ejercicio indica que el residuo tiene una concentración de hidróxido igual a 10-10.
Por tanto, podemos calcular el pH de este residuo:
De lo anterior, tenemos que el residuo tiene un carácter ácido, ya que su pH es menor a 7. Por tanto, para neutralizarlo es imprescindible utilizar una sustancia de carácter básico.
Paso 2: Determine el carácter de cada sal para indicar cuál es básica, ya que el CH3COOH (alternativa a) es un ácido y CH3OH (alternativa c) es un alcohol, clase orgánica con carácter ácido.
b) Sal neutra, ya que el Na proviene de una base fuerte (por ser de la familia IA), y el SO4 proviene de un ácido fuerte (H2SOLO4).
d) Sal básica, ya que el K proviene de una base fuerte (por ser de la familia IA), y CO3 proviene de un ácido débil (H2CO3).
e) Sal ácida, como NH4 proviene de una base débil (NH4OH) y el Cl proviene de un ácido fuerte (HCl).
2.3- (Enem- 2014) Un investigador nota que la etiqueta de uno de los frascos en los que guarda un concentrado de enzimas digestivas es ilegible. No sabe qué enzima contiene el vaso, pero sospecha que es una proteasa gástrica, que actúa en el estómago al digerir las proteínas. Sabiendo que la digestión en el estómago es ácida y el intestino es básico, ensambla cinco tubos de ensayo con comida. diferente, agregue el concentrado de enzima a soluciones con un pH determinado y espere a ver si la enzima actúa en algún su. El tubo de ensayo en el que debe actuar la enzima para indicar que la hipótesis del investigador es correcta es el que contiene:
a) cubito de papa en solución con pH = 9.
b) trozo de carne en solución con pH = 5.
c) clara de huevo hervida en solución con pH = 9.
d) porción de fideos en solución con pH = 5.
e) bola de mantequilla en solución con pH = 9.
Respuesta correcta: Letra b
El ejercicio requiere del alumno una buena interpretación y correlación con el conocimiento bioquímico de los alimentos. Informa que el investigador piensa que la enzima es digestiva, actúa a pH ácido y actúa sobre las proteínas (porque es una proteasa).
Si esta enzima actúa en un ambiente ácido, el pH debe ser inferior a 7. La carne está compuesta de proteínas, mientras que la pasta está compuesta de carbohidratos. Entonces, la respuesta correcta es la alternativa b.
2.4- (Enem-2012) Una ama de casa accidentalmente dejó caer agua al descongelar un pescado en el refrigerador, lo que dejó un olor fuerte y desagradable dentro del aparato. Se sabe que el olor característico del pescado se debe a las aminas, y que estos compuestos se comportan como bases. En la tabla se enumeran las concentraciones de hidrógeno de algunos materiales que se encuentran en la cocina, que el ama de casa está pensando en utilizar a la hora de limpiar el frigorífico.
Entre los materiales enumerados, ¿cuáles son apropiados para aliviar este olor?
a) Alcohol o jabón
b) Jugo de limón o alcohol
c) jugo de limón o vinagre
d) Zumo de limón, leche o jabón
e) Jabón o soda / carbonato de sodio
Respuesta correcta: Letra c
Resolución
El ejercicio propone una situación problemática en la que el frigorífico de un ama de casa tiene un olor fuerte provocado por una sustancia de carácter básico. Así, se cuestiona qué materiales serían interesantes para solucionar este problema.
Para neutralizar una base es necesario utilizar un material de naturaleza ácida o con un pH inferior a 7. Cómo el ejercicio proporcionó los valores de las concentraciones de H+ de los materiales, fue suficiente usar cada uno en la siguiente expresión:
Así:
Jugo: pH = 2
Leche: pH = 6
Vinagre: pH = 3
Alcohol: pH = 8
Jabón: pH = 12
Barril: pH = 12
Los materiales de carácter ácido son el jugo, el vinagre y la leche. Por tanto, sólo la alternativa c trae materiales de naturaleza ácida.
3. Constante de equilibrio en Enem
3.1- (Enem-2016) Después de su completo desgaste, los neumáticos se pueden quemar para generar energía. Entre los gases generados en la combustión completa del caucho vulcanizado, algunos son contaminantes y provocan lluvia ácida. Para evitar que escapen a la atmósfera, estos gases se pueden burbujear en una solución acuosa que contenga una sustancia adecuada. Tenga en cuenta la información de la sustancia que se enumera en la siguiente tabla:
Entre las sustancias enumeradas en la tabla, la que puede eliminar de manera más eficiente los gases contaminantes es (a)
a) fenol.
b) piridina.
c) metilamina.
d) hidrogenofosfato de potasio.
e) hidrogenosulfato de potasio.
Respuesta correcta: Letra D
Resolución
El ejercicio plantea una situación problemática en la que los gases contaminantes promueven la lluvia ácida. Luego, pregunta cuál de las sustancias mencionadas sería interesante para neutralizar estos gases y, en consecuencia, evitar la lluvia ácida.
Para evitar la lluvia ácida, los gases ácidos deben neutralizarse con una solución básica. Las sustancias con esta característica son las que liberan preferentemente grupos OH- en el medio. En la tabla, la piridina, la metilamina y el hidrogenofosfato de potasio son sustancias básicas.
Así, para determinar la sustancia capaz de eliminar de manera más eficiente los gases contaminantes, debemos analizar el valor de la constante de ionización. Cuanto mayor sea la constante, mayor será la capacidad de liberar OH-. Así fosfato de hidrógeno de potasio es la sustancia más adecuada en este caso.
3.2- (Enem-2015) Varios ácidos se utilizan en industrias que eliminan sus efluentes en cuerpos de agua, como ríos y lagos, lo que puede afectar el equilibrio ambiental. Para neutralizar la acidez, se puede agregar sal de carbonato de calcio al efluente en cantidades apropiadas, ya que produce bicarbonato, que neutraliza el agua. Se presentan las ecuaciones involucradas en el proceso:
Basado en los valores de las constantes de equilibrio de las reacciones II, III y IV, a 25O C, ¿cuál es el valor numérico de la constante de equilibrio de la reacción I?
a) 4.5x10-26
b) 5x10-5
c) 0.8x10-9
d) 0,2x105
e) 2.2x1026
Respuesta correcta: Letra b
Resolución
Este ejercicio implica una ionización constante. Inicialmente, es esencial comprender que la ecuación I es en realidad el resultado (suma) de las ecuaciones II, III y IV. Por lo tanto, para iniciar la resolución, debemos utilizar los principios de ley de hess.
Paso 1: Uso de la ley de Hess.
Invirtiendo la ecuación II y manteniendo las ecuaciones III y IV, tenemos:
Así, podemos observar que el anión CO3-2 y el catión H+ será eliminado, y la suma de las ecuaciones dará como resultado la ecuación I.
Paso 2: cálculo constante
La constante de equilibrio de la ecuación de ionización siempre se obtiene multiplicando las constantes de las otras ecuaciones:
Por mí. Diogo Dias
