[ITA 2021] Três regiões industrializadas apres...

02 ITA 2021 - Química

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 ( $pp m_{V}$ )
R	$CO X_{2}$	$5, 00$ x $1 0^{2}$
S	$NO X_{2}$ $NO$	$4, 00$ $1, 45$ x $1 0^{1}$
T	$SO X_{2}$	$2, 00$ x $1 0^{3}$

Região

Gás(es) presente(s)

Concentração ( $pp m_{V}$ )

$CO X_{2}$

$5, 00$ x $1 0^{2}$

$NO X_{2}$

$NO$

$4, 00$

$1, 45$ x $1 0^{1}$

$SO X_{2}$

$2, 00$ x $1 0^{3}$

Sabe-se que a chuva ácida se refere à água da chuva com $p H$ menor que $5, 6$ (equivale a $[H X^{+}] > 2, 5$ × $1 0^{- 6} m o l L^{- 1}$ ). Considere a pressão atmosférica igual a $1 a t m$ e a formação apenas dos ácidos $H X_{2} CO X_{3}, HNO X_{2}$ e $H_{2} S O_{3}$ na dissolução dos gases.

Substância $X$	$K_{H} (m o l \cdot a t m^{- 1} \cdot L^{- 1})$ $X X_{(g)} X X_{(aq)}$	$K_{a 1}$ $HA X_{(aq)} H X^{+} X_{(aq)} + A X^{-} X_{(aq)}$	$K_{a 2}$ $HA X^{-} X_{(aq)} H X^{+} X_{(aq)} + A X^{2 -} X_{(aq)}$
$CO X_{2}$	$0, 04$	$4, 5$ x $1 0^{- 7}$	$4, 7$ x $1 0^{- 11}$
$NO X_{2}$ $NO$	$0, 01$ $0, 002$	$7, 0$ x $1 0^{- 4}$	$-$
$SO X_{2}$	$0, 04$	$1, 2$ x $1 0^{- 2}$	$6, 6$ x $1 0^{- 8}$

Substância $X$

$K_{H} (m o l \cdot a t m^{- 1} \cdot L^{- 1})$

$X X_{(g)} X X_{(aq)}$

$K_{a 1}$

$HA X_{(aq)} H X^{+} X_{(aq)} + A X^{-} X_{(aq)}$

$K_{a 2}$

$HA X^{-} X_{(aq)} H X^{+} X_{(aq)} + A X^{2 -} X_{(aq)}$

$CO X_{2}$

$0, 04$

$4, 5$ x $1 0^{- 7}$

$4, 7$ x $1 0^{- 11}$

$NO X_{2}$

$NO$

$0, 01$

$0, 002$

$7, 0$ x $1 0^{- 4}$

$-$

$SO X_{2}$

$0, 04$

$1, 2$ x $1 0^{- 2}$

$6, 6$ x $1 0^{- 8}$

a) Determine a concentração molar de $H X^{+}$ esperada para a água da chuva em cada uma das regiões.

b) Organize as regiões em ordem crescente de $p H$ esperado da água da chuva.

c) Qual(is) região(ões) pode(m) sofrer os efeitos negativos de uma chuva ácida?

Dados: $K_H = $constante da lei de Henry
$K_a =$ constante de ionização da espécie ácida $A$ formada na solubilização do gás $X$