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Aula 146 — Cálculo de pH e pOH de soluções fracas

50 min

Objetivo geral

Calcular o pH e pOH de soluções de ácidos e bases fracas, usando a constante de ionização.

Objetivos específicos

  • Reconhecer que ácidos/bases fracas exigem o uso de Ka/Kb para calcular [H+]/[OH-]
  • Aplicar a fórmula aproximada [H+] = √(Ka × C) para ácidos fracos
  • Calcular pH a partir do resultado

Conhecimentos prévios

  • Ka e Kb
  • Cálculo de pH de soluções fortes

Recursos didáticos

  • Quadro
  • Slides
  • Exemplo de cálculo de pH do ácido acético

Desenvolvimento da aula

Acolhida e Sondagem

5 min · Ausubel (aprendizagem significativa)

Sondar o que os alunos já sabem sobre o tema, retomando a aula anterior e conectando com o conhecimento prévio.

Problematização Inicial

5 min · Bachelard (obstáculo epistemológico)

Para um ácido fraco, que não ioniza 100%, como calcular [H+] sem saber exatamente quanto dele realmente se ionizou?

Desenvolvimento Conceitual

20 min · Exposição dialogada

Explicar que, para ácidos fracos, não se pode simplesmente igualar [H+] à concentração inicial — é preciso usar a expressão de Ka. Apresentar a fórmula aproximada (válida quando a ionização é pequena, geralmente <5%): [H+] ≈ √(Ka × C), onde C é a concentração inicial do ácido. Analogamente para bases fracas: [OH-] ≈ √(Kb × C). Mostrar que essa aproximação simplifica o cálculo sem a necessidade de resolver uma equação quadrática completa.

Resolução Guiada

10 min · Vygotsky (zona de desenvolvimento proximal)

Resolver em conjunto o cálculo de pH de uma solução de ácido fraco usando a fórmula aproximada.

Exercícios de Fixação

7 min · Prática independente

Exercícios de cálculo de pH e pOH de soluções fracas.

Síntese e Fechamento

3 min · Consolidação

Retomar os pontos-chave da aula e conectar com a próxima aula do módulo.

Avaliação formativa

Verificação da aplicação correta da fórmula aproximada [H+] ≈ √(Ka × C).

Lista de exercícios

1. Calcule o pH de uma solução de ácido acético 0,1 mol/L, com Ka = 1×10-5.

Gabarito: [H+] ≈ √(Ka×C) = √(1×10-5 × 0,1) = √(1×10-6) = 1×10-3 mol/L. pH = -log(10-3) = 3.

2. Por que não se pode calcular [H+] de um ácido fraco simplesmente igualando à concentração inicial, como se faz com ácidos fortes?

Gabarito: Porque o ácido fraco não se ioniza completamente; apenas uma fração das moléculas libera H+, e essa fração deve ser calculada usando a constante de ionização Ka.

Observações e extensão

Próxima aula: hidrólise salina.