2ª lista de exercicios (IC 608)

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IC608 – Química Analítica I 
 
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2ª Lista de Exercícios 
 
SOLUÇÃO TAMPÃO: DEFINIÇÃO, PREPARO E APLICAÇÕES. 
1. Defina solução tampão (para pH). (gabarito no final) 
2. Explique por que a adição de pequenas quantidades de ácidos forte ou bases fortes 
não provoca variação significativa no pH de uma solução tampão (amoniacal, por 
exemplo). (gabarito no final) 
3. Explique por que a adição de água não provoca variações significativas no pH de 
uma solução tampão (amoniacal, por exemplo). (gabarito no final) 
4. Qual o pH e faixa de pH de máxima eficiência de uma solução tampão? Explique. 
(gabarito no final) 
5. Por que uma solução preparada pela simples dissolução de acetato de sódio não é 
considerada como uma solução-tampão, uma vez que, pela hidrólise do acetato, 
ocorre a formação de seu ácido conjugado na solução (formando um par ácido-base 
conjugado)? (gabarito no final) 
 
6. Deseja-se tamponar uma solução em pH = 10. Quais dos reagentes podem ser 
usados na preparação deste tampão: ácido acético (Ka = 1,75x10-5) ; ácido fosfórico 
(Ka1 = 7,5x10
-3; Ka2 = 6,2x10
-8; Ka3 = 4,8x10
-13); cloreto de amônio (Ka = 5,71x10-10); 
amônia (Kb = 1,75x10-5); ácido bromídrico (Ka >> 1); hidróxido de potássio (Kb >> 1). 
(gabarito no final) 
 
7. Quais volumes de solução de NH3 2,0 mol L
-1 e NH4Cl 5,0 mol L
-1 devem ser 
misturados para preparar 250,0 mL de solução tampão pH 10,0 de concentração 
1,0 mol L-1? Dado: pKb NH3 = 4,75. 106,13 e 7,55 mL. Completa-se com água. 
 
8. Quais volumes de solução de NH3 2,0 mol L
-1 e HCl 5,0 mol L-1 devem ser misturados 
para preparar 250,0 mL de solução tampão pH 10,0 de concentração 1,0 mol L-1? Dado: 
pKb NH3 = 4,75. 125 e 7,55 mL. Completa-se com água. 
 
9. Quais volumes de solução de KHPO4 2,0 mol L
-1 e NaH2PO4 5,0 mol L
-1 devem ser 
misturados para preparar 500,0 mL de solução tampão pH 6,8 de concentração 
1,0 mol L-1? Dados para o H3PO4: pKa1=2,12; pKa2=7,2; pKa3=12,33. 71,18 e 71,53 mL. 
Completa-se com água. 
 
 
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10. Quais volumes de solução de K3PO4 2,0 mol L
-1 e HCl 5,0 mol L-1 devem ser 
misturados para preparar 500,0 mL de solução tampão pH 6,8 de concentração 
1,0 mol L-1? Dados para o H3PO4: pKa1=2,12; pKa2=7,2; pKa3 = 12,33. 250 e 171,53 mL. 
Completa-se com água. 
 
11. (a) Quantos gramas de NaHCO3 (84,007 g mol
-1) devem ser adicionados a 4,00 g de 
K2CO3 (138,206 g mol
-1) em 500 mL de água, para termos um pH igual a 10,80? (b) Qual 
o pH se 100 mL de solução de HCl 0,10 mol L-1 forem adicionados à solução em (a)? (a) 
0,80 g; (b) 10,31. 
 
12. Quantos mL de HNO3 0,10 mol L
-1 devem ser adicionados a 4,00 g de K2CO3 
(138,206 g mol-1) para se ter um pH igual a 10,00 em 250 mL de solução? 195,7 mL 
 
13. Que volume de NaOH 0,350 mol L-1 deveria ser adicionado a 300 mL de NaHCO3 
0,250 mol L-1 de maneira produzir uma solução tampão de pH igual a 10,0? 68,5 mL 
 
14. Se 5,2 mL de ácido clorídrico 0,2 mol L-1 fossem adicionados a 100 mL de uma 
solução contendo 820 mg de sal monossódico de veronal (dietil-barbiturato de sódio) 
seria obtida uma solução tampão de pH 8,4. Qual é o peso molecular deste sal 
monossódico de veronal? (pKa do veronal = 7,95). 206,5 g mol-1 
 
15. Calcule a variação de pH quando se adiciona 10,00 mL de HCl 0,1 mol L-1 à 100,0 mL 
das seguintes soluções. 
a. H2O -4,96 
b. HCl 0,05 mol L-1 -0,04 
c. NaOH 0,05 mol L-1 -0,14 
d. CH3CO2H 0,05 mol L
-1 -0,99 
e. CH3CO2Na 0,05 mol L
-1 -3,38 
f. CH3CO2Na 0,05 mol L
-1 + CH3CO2H 0,05 mol L
-1 -0,18 
g. CH3CO2Na 0,5 mol L
-1 + CH3CO2H 0,5 mol L
-1 -0,017 
Compare os resultados dos exemplos f e g e tire suas conclusões. (gabarito no final) 
 
16. Como preparar 250,0 mL de solução tampão pH 4,50 de concentração 0,20 mol L-1, 
empregando os seguintes reagentes: acetato de sódio sólido (82,03 g mol-1) e ácido 
clorídrico 1,0 mol L-1? 4,1015 g de acetato de sódio + 32,05 mL de HCl + H2O até 
completar 250,0 mL. 
 
17. Se você misturar volumes iguais de HCl 0,1 M e TRIS 0,2 mol L-1 (base fraca), a 
solução resultante pode ser considerada uma solução tampão? Justifique. (gabarito no 
final). 
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18. (a) Que massa de nitrito de cálcio (132,0 g mol-1) precisa ser adicionado à 100,0 mL 
de uma solução de ácido nitroso 0,05 mol L-1 de modo que ela seja tamponada à pH 
3,5? (b) Qual a variação do pH após a adição de 50,0 mg de hidróxido de cálcio 
(74,09 g mol-1) à 50,0 mL desta solução? (c) qual é a concentração do tampão 
preparado no item a? Dado: Ka = 7,1x10-4. a) 740,92 mg; b) 0,43; c) 0,1623 M. 
 
Gabarito: 
1. São soluções constituídas por uma mistura de ácido fraco com sua base conjugada 
em concentrações tais que pequenas adições de ácidos fortes, bases fortes e água não 
provocam alterações significativas no seu pH. 
2. Porque o ácido forte, quando adicionado, reagiria com a base fraca do sistema 
conjugado (amônia) e a base forte, quando adicionada, reagiria com o ácido fraco do 
sistema conjugado (íon amônio). Assim, o pH irá variar muito pouco. 
3. Porque a razão Cbase/Cácido dentro do logarítimo da eq. De Henderson-Hasselbalch 
não varia com a diluição, pois Cbase/Cácido = (nbase/Vtotal)/ (nácido/Vtotal) = nbase/nácido, logo, 
não depende da concentração (i.e diluição), mas da quantidade de matéria presente 
na solução. 
4. pHmáxima eficiência=pKa e faixa de máxima eficiência: pH=pKa±1. No pH de máxima 
eficiência a variação de pH ocasionada pela adição de um volume infinitesimal de 
ácidos ou bases fortes é mínima e ocorre quando Cbase conj.=Cácido conj.. A faixa de 
maior eficiência de uma ST ocorre quando a condição Cbase conj./Cácido conj<10 e Cácido 
conj./Cbase conj.<10 é satisfeita, ou seja, a concentração de uma espécie não excede em 
10X a concentração do seu par conjugado. 
5. Apesar de termos uma solução contendo o par ácido-base conjugados, este caso 
não funciona como uma ST, pois a quantidade de ácido acético formado após hidrólise 
será muito pequena. Daí quando se adiciona pequenos incrementos de base forte 
nesta solução, o ácido acético presente não será suficiente para reagir com toda a base 
forte e o pH acaba sofrendo aumento significativo. *É possível notar que a 
concentração de ácido acético em uma solução de acetato de sódio é muito pequena, 
de modo que a condição Cbase conj./Cácido conj<10 não é satisfeita, ou seja, é um caso 
fora da faixa de eficiência*. 
6. NH4Cl + NH3; NH3 + HBr; ou NH4Cl + KOH. 
15. Apesar de as soluções iniciais apresentarem o mesmo pH, pode-se notar que a 
capacidade de g resistir à variação de pH é cerca de 10 vezes maior do que f, pelo fato 
de a concentração desta ST ser 10 vezes maior. 
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17. Sim. Uma solução de TRIS será básica. Com a adição de ácido forte, forma-se 
TRISH+. Neste caso, metade do TRIS inicial estará na forma de TRISH+. Portanto, 
teremos uma solução tampão com máxima eficiência, pois quando TRIS = TRISH+, o pH 
será igual ao pKa (i.e., 8,3). 
 
CURVAS E TITULAÇÃO ÁCIDO-BASE E ERROS DE INDICADORES 
(1-17: GABARITO NO FINAL) 
1. Comente as aplicações da curva de titulação ácido-base. 
2. Escreva a equação iônica da reação que ocorre na titulação de um ácido forte com 
uma base forte. 
3. Quantos e quais são os pontos de inflexão de uma curva de titulação Forte x Forte. 
Qual(is) a utilidadedeste ponto? 
4. Qual o pH do PEQ de uma titulação Forte x Forte? Justifique. 
5. Escreva uma equação iônica GENÉRICA da reação que ocorre na titulação de um 
ácido fraco com uma base forte. 
6. Escreva uma equação iônica GENÉRICA da reação que ocorre na titulação de uma 
base fraca com um ácido forte. 
7. Quantos e quais são os pontos de inflexão de uma curva de titulação Fraco x Forte? 
8. O que ocorre no ponto de meia titulação de um ácido fraco com base forte? 
9. O que ocorre no ponto de meia titulação de uma base fraca com ácido forte? 
10. Qual o pH do PEQ da titulação de um ácido fraco com base forte (ácido, básico ou 
neutro)? Justifique. 
11. Qual o pH do PEQ da titulação de uma base fraca com ácido forte (ácido, básico ou 
neutro)? Justifique. 
12. O que são indicadores ácido-base? Dê exemplos. 
13. Por que não é recomendado fazer a titulação de ácidos ou bases muito fracas, 
empregando indicadores químicos? 
14. Por que não é recomendado fazer titulações empregando reagentes muito 
diluídos, caso se utilize indicadores químicos para a detecção do ponto final? 
15. Por que é difícil ajustar o pH de um resíduo de laboratório (para descarte) para 
pH=7,0, empregando ácidos ou bases fortes? 
16. Por que não é recomendado empregar indicadores que mudam de coloração em 
pH ácido na titulação de ácidos fracos com bases fortes? 
17. Por que não é recomendado empregar indicadores que mudam de coloração em 
pH básico na titulação de bases fracas com ácidos fortes? 
 
18. Considerando a titulação de 5,00 mL de uma solução de Ba(OH)2 (171,23 g mol
-1 
*suponha dissociação total desta base) de concentração 1,71 %m/v contra uma 
solução de HNO3 0,0500 mol L
-1. Pede-se: 
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(a) a concentração do Ba(OH)2, em mol L
-1 0,100 mol L-1 
(b) a concentração de -OH, em mol L-1 0,200 mol L-1 
(c) a reação de titulação (idem gabarito questão 2) 
(d) o valor da constante de equilíbrio desta reação (à 25°C) 1,0 x 1014 
(e) o volume do ponto de equivalência 20,00 mL 
(f) o pH o inicial do sistema titulado 13,30 
(g) o pH do sistema após a adição de 10,00, 20,00 e 30,00 mL de HNO3 12,52; 7,0; 1,85 
(h) represente qualitativamente o perfil da curva de titulação para este caso e 
compare (no mesmo gráfico) com a curva de titulação que seria obtida caso os 
reagentes estivessem 100 vezes mais diluídos. Justifique as diferenças. 
(i) o erro % desta titulação quando se emprega a fenolftaleína (8,2-9,8) como indicador 
-0,0016 % 
(j) o erro % desta titulação quando se emprega o azul de bromofenol (3,0-4,6) como 
indicador 2,55% 
(k) quais indicadores a seguir poderiam ser empregados nesta determinação para que 
o erro relativo não exceda a faixa de ±0,5 %: alaranjado de metila (AM: 3,1-4,4); azul 
de bromotimol (AB: 6,0-7,6); vermelho de fenol (VF: 6,6-8,0); azul de timol (AT: 8,0-
9,6)? AB, VF e AT (*faixa permitida: 3,7-10,30). 
 
19. Considerando a titulação de 10,00 mL de uma solução de HCl 0,0500 M contra uma 
solução de KOH 0,0250 M. Pede-se: 
(a) a reação de titulação. (idem gabarito questão 2) 
(b) o valor da constante de equilíbrio desta reação (à 25°C). 1,0 x 1014 
(c) o volume do ponto de equivalência. 20,00 mL 
(d) o pH o inicial do sistema titulado. 1,30 
(e) o pH do sistema quando ɸ = 0; 0,3; 0,5; 1,0; 1,2. 1,30; 1,66; 1,90; 7,0; 11,47 
(f) represente qualitativamente o perfil da curva de titulação para este caso e compare 
(no mesmo gráfico) com a curva de titulação que seria obtida caso os reagentes 
estivessem 100 vezes mais diluídos. Justifique as diferenças. 
(g) o erro % desta titulação quando se emprega a fenolftaleína (8,2-9,8) como 
indicador. 0,38% 
(h) o erro % desta titulação quando se emprega o azul de bromofenol (3,0-4,6) como 
indicador. -0,15% 
(i) quais indicadores a seguir poderiam ser empregados nesta determinação para que o 
erro relativo não exceda a faixa de ±0,5 %: alaranjado de metila (AM: 3,1-4,4); azul de 
bromotimol (AB: 6,0-7,6); vermelho de fenol (VF: 6,6-8,0); azul de timol (AT: 8,0-9,6)? 
AM, AB, VF e AT (*faixa permitida: 4,08-9,91). 
 
20. Considerando a titulação de 10,00 mL de uma solução de ácido acético (pKa=4,75) 
0,0500 M contra uma solução de KOH 0,0250 M. Pede-se: 
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(a) a reação de titulação. (idem gabarito questão 5, sendo HA=CH3CO2H e A
-=CH3CO2
-) 
(b) o valor da constante de equilíbrio desta reação (à 25°C). 1,78 x 109 
(c) o volume do ponto de equivalência. 20,00 mL 
(d) o pH o inicial do sistema titulado. 3,03 
(e) o pH do sistema quando ɸ = 0; 0,3; 0,5; 1,0; 1,2. 3,03; 4,38; 4,75; 8,49; 11,47 
(f) represente qualitativamente o perfil da curva de titulação para este caso e compare 
(no mesmo gráfico) com a curva de titulação que seria obtida caso os reagentes 
estivessem 100 vezes mais diluídos. Justifique as diferenças. 
(g) represente qualitativamente o perfil da curva de titulação para este caso e compare 
(no mesmo gráfico) com a curva de titulação que seria obtida caso o ácido titulado 
fosse o HCl. Justifique as diferenças. 
(h) o erro % desta titulação quando se emprega a fenolftaleína (8,2-9,8) como 
indicador. 0,38% 
(i) o erro % desta titulação quando se emprega o azul de bromofenol (3,0-4,6) como 
indicador. -58,5% 
(j) quais indicadores a seguir poderiam ser empregados nesta determinação para que o 
erro relativo não exceda a faixa de ±1 %: alaranjado de metila (AM: 3,1-4,4); azul de 
bromotimol (AB: 6,0-7,6); vermelho de fenol (VF: 6,6-8,0); azul de timol (AT: 8,0-9,6)? 
AB, VF e AT (*faixa permitida: 6,74-10,22). 
 
21. Considerando a titulação de 10,00 mL de uma solução de amônia (pKb=4,75) 
0,0500 M contra uma solução de HI 0,0250 M. Pede-se: 
(a) a reação de titulação. (idem gabarito questão 6, sendo B=NH3 e HB
+=NH4
+) 
(b) o valor da constante de equilíbrio desta reação (à 25°C). 1,78 x 109 
(c) o volume do ponto de equivalência. 20,00 mL 
(d) o pH o inicial do sistema titulado. 10,97 
(e) o pH do sistema quando ɸ = 0; 0,3; 0,5; 1,0; 1,2. 10,97; 9,62; 9,25; 5,51; 2,53 
(f) represente qualitativamente o perfil da curva de titulação para este caso e compare 
(no mesmo gráfico) com a curva de titulação que seria obtida caso os reagentes 
estivessem 100 vezes mais diluídos. Justifique as diferenças. 
(g) represente qualitativamente o perfil da curva de titulação para este caso e compare 
(no mesmo gráfico) com a curva de titulação que seria obtida caso a base titulada 
fosse o NaOH. Justifique as diferenças. 
(h) o erro % desta titulação quando se emprega a fenolftaleína (8,2-9,8) como 
indicador. -8,18% 
(i) o erro % desta titulação quando se emprega o azul de bromofenol (3,0-4,6) como 
indicador. 6,25% 
(j) quais indicadores a seguir poderiam ser empregados nesta determinação para que o 
erro relativo não exceda a faixa de ±1 %: alaranjado de metila (AM: 3,1-4,4); azul de 
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bromotimol (AB: 6,0-7,6); vermelho de fenol (VF: 6,6-8,0); azul de timol (AT: 8,0-9,6)? 
AB e VF (*faixa permitida: 3,78-7,25). 
 
GABARITO: 
1. Resposta no caderno. 
2. H3O
+ + HO- == 2H2O 
3. 01. No PEQ. Pode ser explorado para a detecção do ponto final das titulações, 
especialmente quando não for possível a visualização da viragem do indicador nos 
casos em que a amostra titulada apresenta coloração muito intensa/escura. Um 
medidor de pH deve ser empregado para auxiliar a construção das curvas, nestes 
casos. 
4. 7,0, pois o produto é a água (e sal neutro).5. HA + HO- == A- + H2O 
6. B + H3O
+ == HB+ + H2O 
7. 2. No PEQ e no ponto de meia titulação. 
8. As concentrações do ácido fraco e da base fraca conjugados são iguais, logo pH=pKa 
(ponto de maior eficiência de uma solução tampão) e dpH/dV é mínima. 
9. As concentrações do ácido fraco e da base fraca conjugados são iguais, logo pH=pKa 
(ponto de maior eficiência de uma solução tampão) e dpH/dV é mínima. 
10. O pH é básico, pois no PEQ têm-se apenas o sal básico (A-). 
11. O pH é ácido, pois no PEQ têm-se apenas o sal ácido (HB+). 
12. São ácidos orgânicos fracos que apresentam diferentes colorações de acordo com 
o estado de protonação (ou pH do meio). 
13. Porque pode não ocorrer o salto de pH nas imediações do PEQ impossibilitando o 
uso de indicadores químicos que permitam um baixo e% para esta titulação. 
14. Porque pode não ocorrer o salto de pH nas imediações do PEQ impossibilitando o 
uso de indicadores químicos que permitam um baixo e% para esta titulação. 
15. Porque neste pH é comum ocorrer variações bruscas de pH para pequenas adições 
de ácido ou base forte (conforme podemos ver nas curvas de titulações apresentadas 
em aula). Por isso a legislação permite o descarte de rejeitos em uma faixa de pH mais 
ampla (6,0-8,0). 
16. Porque o PEQ terá pH básico (devido à formação da base A-). Se o indicador mudar 
de cor em pH ácido, o erro% será muito alto. 
17. Porque o PEQ terá pH ácido (devido à formação da HB+-). Se o indicador mudar de 
cor em pH básico, o erro% será muito alto. 
 
 
TITULAÇÃO DE POLIPRÓTICOS 
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1. Uma alíquota de 25,00 mL de carbonato de sódio 1,06 %m/v foi titulada com ácido 
clorídrico 0,200 mol L-1. 
a) Determine o volume de titulante necessário para o primeiro e o segundo ponto de 
equivalência. 
b) Estes dois pontos de equivalência seriam distinguíveis com o uso de indicadores 
químicos. Justifique? 
c) Determine o pH do sistema titulado após a adição dos seguintes volumes de 
titulante: i) 0 mL; ii) 7,00 mL; iii) no 1º PEQ; iv) 17,00 mL; v) no 2º PEQ; vi) 50,00 mL. 
2. Dados os ácidos a seguir, diga quais pontos estequiométricos seriam possíveis de 
serem detectados com indicadores químicos e qual a razão estequiométrica 
(titulado:titulante) em cada ponto detectável: ácido adípico, ácido 5-aminopentanóico, 
ácido fosfórico, ácido cítrico, ácido maleico e catecol. 
3. Refaça o exercício anterior considerando, agora, a titulação da base conjugada 
formada após a ionização completa dos ácidos polipróticos acima com um ácido forte. 
4. Uma alíquota de 20,00 mL de solução de ácido L-glutâmico 0,0500 mol L-1 foi 
titulada com NaOH 0,100 mol L-1. Qual das curvas de titulação a seguir representa a 
titulação deste ácido? Justifique a sua resposta. 
 
 
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Ácido Ka1 Ka2 Ka3 
Adípico 3,71 x 10-5 3,89 x 10-6 -- 
Ascórbico 6,8 x 10
-5
 2,7 x 10
-12
 - 
Arsênico 2,5 x 10-4 5,6 x 10-8 3,0 x 10-13 
Carbônico 4,46 x 10-7 4,69 x 10-11 - 
Catecol 3,98 x 10-10 1,58 x 10-13 
Cítrico 7,41 x 10-4 1,698 x 10-5 3,98 x 10-7 
Fosfórico 7,11 x 10-3 6,34 x 10-8 4,22 x 10-13 
Ftálico 1,2 x 10
-3
 3,9 x 10
-6
 - 
Glutâmico 5,9 x 10
-3
 3,8 x 10
-5
 1,1 x 10
-10
 
Lático 3,18 x 10-4 - - 
Maleico 1,25 x 10-2 5,01 x 10-7 - 
Sulfidrico 1,0 x 10-7 1,0 x 10-19 - 
Tartárico 1,0 x 10-3 4,6 x 10-5 - 
5-aminopentanóico 5,37 x 10-5 1,698 x 10-11 - 
 
Gabarito 
1) a. 1º PEQ: 12,50 mL; 2º PEQ: 25,00 mL; b. Os dois pontos são distinguíveis; c. i) 
11,66; ii) 10,22; iii) 8,34; iv) 6,60; v) 3,83; vi) 1,18. 
2) adípico: apenas o 2º PEQ (razão molar ácido:base = 1:2); pentanóico: apenas o 1º 
PEQ (razão molar ácido:base = 1:1); fosfórico: 1º PEQ (razão molar ácido:base = 1:1) e 
o 2º PEQ (razão molar ácido:base = 1:2); cítrico: apenas o 3º PEQ (razão molar 
ácido:base = 1:3); maleico: 1º PEQ (razão molar ácido:base = 1:1) e o 2º PEQ (razão 
molar ácido:base = 1:2); catecol: nenhum. 
3) adipato: apenas o 1º PEQ (razão molar base:ácido = 1:1); pentanoato: apenas o 1º 
PEQ (razão molar base:ácido = 1:1); fosfato: 1º PEQ (razão molar base:ácido = 1:1) e o 
2º PEQ (razão molar base:ácido = 1:2); citrato: nenhum; maleato: apenas o 1º PEQ 
(razão molar base:ácido = 1:1); catecolato: apenas o 2º PEQ (razão molar base:ácido = 
1:2). 
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4) A variação brusca de pH ocorrerá somente no 2° PEQ, pois Ka1/Ka2 < 104, Ka2/Ka3 
> 104 e Ka3 < 10-8. Neste caso, tem-se apenas a curva A ou D. O volume necessário de 
titulante no 2° PEQ é de 20,00 mL, justamente onde se observa o “salto” de pH. Assim, 
será a curva A.