UEL- Equilibrio ionico?

No laboratório de uma escola de ensino médio, o professor realizou quatro experimentos, para os quais foi usado o equipamento mostrado na figura a seguir.



Dado: Nos quatro experimentos, o tubo B continha uma certa quantidade de água, uma tira de papel tornassol azul e uma tira de papel tornassol vermelho.

Experimento 1. No tubo de ensaio A, colocou-se uma certa quantidade de soluções aquosas de cloreto de amônio e de hidróxido de sódio, e este foi tampado. Mergulhou-se a outra extremidade do tubo de vidro no tubo de ensaio B.
Experimento 2. No tubo de ensaio A, colocou-se uma certa quantidade de carbonato de cálcio sólido, e este foi tampado. Mergulhou-se a outra extremidade do tubo de vidro no tubo de ensaio B. Em seguida, com o auxílio da chama de um bico de Bunsen, o tubo de ensaio A foi aquecido. Experimento 3. No tubo de ensaio A, colocou-se um pedaço de cobre metálico e uma certa quantidade de ácido nítrico concentrado, e este foi tampado. Mergulhou-se a outra extremidade do tubo de vidro no tubo de ensaio B. 
Experimento 4. No tubo de ensaio A, colocou-se um pedaço de fio de magnésio, uma certa quantidade de solução diluída de ácido clorídrico, e este foi tampado. Mergulhou-se a outra extremidade do tubo de vidro no tubo de ensaio B. 

Considerando os produtos das reações dos experimentos 1, 2, 3 e 4, considere as afirmativas a seguir. 
I. No experimento 1, o papel tornassol vermelho tornou-se azul e o papel tornassol azul não alterou a sua cor. 
II. No experimento 2, o papel tornassol azul tornou-se vermelho e o papel tornassol vermelho não alterou sua cor. 
III. No experimento 3, o papel tornassol vermelho tornou-se azul e o papel tornassol azul não alterou sua cor. 
IV. No experimento 4, os papéis tornassol azul e vermelho mantiveram suas cores. 
Assinale a alternativa correta. 
a) Somente as afirmativas I e IV são corretas.
b) Somente as afirmativas II e III são corretas.
c) Somente as afirmativas III e IV são corretas.
d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. 
e) Somente as afirmativas I, II e IV são corretas. Gabarito letra e

I. As substâncias adicionadas passam pelas seguintes reações quando na solução aquosa do tubo A:

Dissociação do sal: NH₄Cl ---> NH₄⁺ + Cl^-
Hidrólise do sal: NH₄⁺ + H₂O ---> NH₄OH + H₃O⁺

Dissociação da base: NaOH ---> Na⁺ + OH^-

Parte do hidrônio liberado pela hidrólise do cloreto de amônio reage com o hidróxido liberado pelo hidróxido de sódio:

H⁺ + OH^- ---> H₂O

Entretanto, como o hidróxido de sódio é uma base fortíssima, os hidrônios provenientes da hidrólise do cloreto de amônio não são o suficiente para neutralizar os hidróxidos liberados pelo primeiro; assim, a solução do tubo A adquire pH básico.

Contudo, não sei explicar o porquê da solução no tubo B adquirir tal pH básico, já que não se formam gases.


II. A substância adicionada quando aquecida no tubo A se dissocia:

CaCO₃ ---∆---> Ca²⁺ + CO₃^2-

Como situa-se em solução aquosa, há hidrólise, tornando a solução do tubo A básica:

CO₃^2- + 2H₂O ---> H₂CO₃ + 2OH^-

O ácido carbônico, por ser altamente volátil, por sua vez, se dissocia segundo o seguinte equilíbrio:

H₂CO₃ <---> H₂O + CO₂

O dióxido de carbono formado, por ser gasoso, se dirige ao tubo B, onde sofre a seguinte reação com água, formando um equilíbrio:

CO₂ + H₂O <---> H₂CO₃

Por fim, parte desse H₂CO₃ se dissocia no tubo B, segundo o equilíbrio:

H₂CO₃ ---> 2H⁺ + CO₃^2-

Tornando os indicadores de pH contidos no tubo B da cor que indica valores baixos (no caso do tornassol, vermelho).

Assertiva verdadeira.


III. As substâncias adicionadas no tubo A provocam as seguintes reações:

Reação de deslocamento entre o ácido e o metal: Cu + 2HNO₃ ---> Cu(NO₃)₂ + H₂
Dissociação do sal formado: Cu(NO₃)₂ ---> Cu²⁺ + 2NO₃^-
Hidrólise do sal formado: Cu²⁺ + 2H2O ---> Cu(OH)₂ + 2H⁺

Portanto, a solução do tubo A adquire pH ácido. Entretanto, como nenhum gás é formado, a solução do tubo B não altera seu pH, de forma que os indicadores não alterem suas cores.

Assertiva falsa.


IV. As substâncias adicionadas no tubo A provocam a seguinte reação de deslocamento:

Mg + 2HCl ---> MgCl₂ + H₂

Como nenhuma substância provoca alterações de pH, a solução do tubo A não sofre alterações. A solução do tubo B, por sua vez, recebe o hidrogênio gasoso formado, mas ele não altera o pH, de forma que as cores dos indicadores de pH não alterem suas cores.

Assertiva verdadeira.

Obrigado, desculpe por esquecer a imagem!