Cap3-lista - Lab. Química Analítica UFSC

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
DISCIPLINA: Química Analítica – QMC5325
PROFESSORA: Alessandra Smaniotto
Semestre: 2013.1
Cap 3 – Exercícios: Equilíbrio químico em sistemas homogêneos
(1) a. Explique a diferença entre um eletrólito forte e um eletrólito fraco. Um eletrólito forte em
água é também, forte em solvente orgânico tipo: benzeno, tetra cloreto de carbono?
b. Escreva a equação química de dissociação e a expressão da constante de dissociação
(equilíbrio) para cada um dos ácidos de Bronsted: HNO2 , H3PO4, H2PO4-, HPO42-, NH4+, HSO4-.
c. Idem para as bases de Bronsted: PO43-, CN-, C2H3O2-, HCO3-, HSO4-.
(2) O ácido fórmico, HCOOH, possui constante de dissociação, Ka = 1,7x10-4. Calcule pH de
soluções 1,0 e 1,0x10-4 mol/L. Para ambas concentrações utilize as equações de 2o grau
completa e a incompleta. Discuta os resultados e escolha as melhores resoluções.
(3) Calcular a concentração dos íons OH- e determinar o grau de dissociação de uma solução
Aquosa de amônia 0,1 mol L-1. Kb= 1,76 x 10-5.
(R: [OH-] =0,00132 mol L-1 e α%= 1,33%)
(4) Dados o grau de dissociação (ionização) e a concentração das soluções, calcule a
constante de dissociação (ionização) para o ácido cianídrico, e tire conclusões:
a. HCN 1,0 mol L-1, 0,002% ionizado
(R: Ka = 4,0 x 10-10)
-1
b. HCN 0,01 mol L , 0,020% ionizado
(R: Ka = 4,0 x 10-10)
(5) Calcule o grau de dissociação do ácido acético, Ka = 1,8x10-5, nas concentrações e conclua:
a. 0,5 mol L-1, Ka = 1,8 x 10-5
(R: α%= 0,6%)
b. 0,00010 mol L-1, Ka = 1,8 x 10-5
(R: α%= 43%)
(7) Calcule a concentração hidrogeniônica das soluções cujo o pH é:
a. 3,47; b. 0,20; c. 8,60; (R: a. [H3O+] = 3,39x10-4; b. [H3O+] = 0,63; c. [H3O+] = 2,50x10-9 mol L-1)
(8) O pH de uma solução 0,2 mol L-1 de uma amina primária RNH2 é 8,42. Qual o seu pKb?
(R: pKb = 10,47)
(9) Calcule o pH de uma solução de ácido propanóico 0,25 mol L-1 e Ka = 1,3 x 10-5.
(10) O pKb de uma amina é 4,20. Qual o pH de uma solução 0,20 mol L-1?
(R: 2,74)
(R: pH = 11,55)
(11) Qual a concentração de uma solução de ácido acético que esta 3,0% ionizado?
Ka = 1,75 x 10-5.
(R: 0,019 mol L-1)
(12) Avalie se as soluções dos sais abaixo são ácidas, neutras ou básicas:
a. nitrito de sódio (0,10 mol L-1)
c. brometo de amônio (0,10 mol L-1)
b. cloreto de potássio (0,10 mol L-1)
d. fluoreto de amônio (0,20 mol L-1)
(13) Calcule o pH e o pOH de uma solução obtida da mistura de volumes iguais de ácido
sulfúrico 0,1 mol L-1 e hidróxido de sódio 0,3 mol L-1.
(R: pH = 13)
(14) Calcule o pH de uma solução de cloreto de piridina 0,25 mol L-1 (C5H5NH+Cl-)
Kb = 2,3 x 10-9.
(R: pH = 2,98)
(15) O hipoclorito de sódio, NaOCl, é um ingrediente usado em desinfetantes e alvejantes. Uma
solução 0,10 mol L-1 de NaOCl pode ser considerada ácida, básica ou neutra? Qual o pH?
Ka = 3,0 x 10-8.
(R: pH = 10,26)
(16) Calcule o pH de uma solução obtida da mistura de iguais volumes de uma solução de um
ácido forte pH 3 com uma solução de uma base forte cujo pH 12.
(R: pH = 11,95)
(17) Qual é o pH resultante da mistura de 25 mL de NaOH 0,20 mol L-1 com 20 mL de ácido
bórico (HBO2) 0,25 mol L-1? Ka = 6 x 10-10.
(R: pH = 11,13)
(18) Explique: a. O que é uma solução tampão?
b. O que determina a faixa de pH de melhor atuação da solução tampão?
c. Qual a relação das concentrações das substâncias com a capacidade tamponante?
(19) Calcule o pH de uma solução obtida da mistura de 20 mL de ácido acético
0,10 mol
L-1 com 20 mL de hidróxido de sódio 0,10 mol L-1.
(R: pH = 8,72)
(20) Calcule o pH de uma solução tampão ácido fórmico 0,05 mol L-1 e formiato de sódio 0,10
mol L-1. pKa = 3,77.
(R: pH = 4,07)
(21) Calcule o pH de uma solução obtida da mistura de 5,0 mL de amônia 0,10 mol L-1 com
10,0 mL de ácido clorídrico 0,02 mol L-1. pKb = 4,76.
(R: pH = 9,42)
(22) O produto iônico da água, Kw, a 25 oC é 1,0 x 10-14 e a 50oC é 5,5 x 10-14. Explique a
dissociação da água em diferentes temperaturas. Calcule o pH de uma solução neutra a 50oC e
compare com o pH a 25 oC
(R: pH = 6,63)
(23) Uma solução de ácido acético em água possui uma concentração de acetato de
3,63 x 10-3 mol L-1. Qual é o pH da solução?
(R: pH = 2,44)
(24) Numa solução em equilíbrio, as concentrações de CH3COOH e de CH3COO- são
respectivamente, 0,30 e 0,50 molL-1. Qual é o pH da solução? Ka = 1,8 x 10-5.
(R: pH = 4,97)
(25) Calcule a concentração de íons acetato em uma solução de pH 4,40 na qual a
concentração de ácido acético é igual a 0,10 mol L-1. Ka = 1,8 x 10-5.
(R: 0,045 mol L-1)
(26) Calcule as concentrações de todas as espécies (moléculas e íons), presentes na solução
1,2 mol L-1 de HCN. Dados: Ka = 4,9 x 10-10.
(R: [H+]=[CN-]=4,85x10-5, [HCN]=1,199 mol L-1)
(27) Considere a dissolução de 0,23 mol de um ácido monoprótico (HA) em água, resultando
em 2,55 L de solução, pH 3,62. Calcule o Ka deste ácido?
(R: Ka = 6,40 x 10-7)
(28) Igual número de mol do ácido fraco HA e do seu sal NaA são dissolvidos em água,
resultando em pH 3,2. Qual é o valor do Ka do ácido?
(R: Ka = 6,3 x 10-4)
(29) O preparo de uma solução de NH3 em água, resultou em pH 10,90. Qual é a concentração
do íon NH4+?
(R: [NH 4+] = 7,94 x 10-4 mol L-1)
(30) Prepara-se uma solução dissolvendo-se NH3 em água. O pH da solução é 11,27. Qual o
número de mol de NH3 dissolvido por litro?
(R: [NH 3] = 0,192 mol L-1)
(31) Calcule a concentração do íon amônio em uma solução na qual a concentração de amônia
é 8,9 x 10-2 mol L-1 e o pH é 9,00.
(R: [NH4+] = 0,16 mol L-1)
(32) Quantos mol de cloreto de amônio devem ser adicionados a 25,0 mL de solução de
amônia 0,10 mol L-1 para baixar o seu pH para 8,50?
(R: 0,0140 mol)
(33) Qual é o pH de cada um dos seguintes tampões: (a) CH3COOH 0,4 mol L-1 + CH3COONa
0,4 mol L-1e (b) NH3 0,7 mol L-1+ NH4NO3 0,7 mol L-1.
(R: (a) pH = 4,74 (b) pH = 9,3)
(34) Quantos mol de acetato de sódio devem ser adicionados a 375 mL de ácido acético 0,30
mol L-1 para preparar um tampão pH 4,50? Desconsidere variação de volume.
(R: 0,064 mol)
(35) Quantos mol de H3O+ podem ser adicionados a 100 mL de um tampão que é 0,5 mol L-1
em ácido acético e acetato de sódio, para variar o pH da solução em 1 unidade? (R: 0,04 mol)