HNO3(aq) - IQ-USP

QFL-2340 – Estrutura e Propriedades de Compostos Orgânicos – Diurno
Lista 3 – Ácidos e Bases - 2010
1) Escreva as fórmulas para os ácidos conjugados de (a) CH 3NH2 (metilamina); (b) hidrazina,
NH2NH2; (c) HCO3- . Escreva a fórmula para as bases conjugadas de (d) HCO3-; (e) C6H5OH
(fenol); (f) CH3COOH.
2) Escreva o equilíbrio de transferência de prótons para os seguintes ácidos em solução aquosa
e identifique para cada um os pares ácido-base conjugados: (a) H2SO4 (b) C6H5NH3+ (íon
anilina); (c) H2PO4-; (d) HCOOH; (e) NH2NH3+.
3) Identifique na seguinte reação (a) o ácido e a base de Bronsted e (b) a base e o ácido
conjugado formado:
HNO3(aq) + HPO42-
NO3-(aq) + H2PO4-(aq)
4) Outras moléculas e íons além da água podem mostrar comportamento anfiprótico. Escreva
os dois equilíbrios de transferência de prótons que demonstram o caráter anfiprótico de (a)
HCO3-; (b) HPO42-, e identifique em cada equilíbrio os pares ácido-base conjugados.
5) Calcule a molaridade do OH- em soluções com as seguintes concentrações de H3O+: (a)
0,20mol.L-1 ; (b) 1,0x10-4mol.L-1 ; (c) 3,1x10-2mol.L-1.
6) Estime a molaridade de H3O+ em solução com as seguintes concentrações de OH-: (a)
0,12mol.L-1; (b) 8,5x10-5 (c) 5,6x10-3mol.L-1.
7) O pH de várias soluções foi medido em um laboratório de pesquisa de uma empresa de
alimentos; converta cada um dos seguintes valores de pH para molaridade de íons H 3O+: (a) 3,3
(o pH do suco de laranja azedo); (b) 6,7 (pH de uma amostra de saliva); (c) 4,4 (o pH da
cerveja); (d) 5,3 (o pH de uma amostra de café).
8) Calcule o pH e o pOH de cada uma das seguintes soluções aquosas de ácido ou base forte:
(a) HNO3 (aq) 0,010M; (b) HCl (aq) 0,022M; (c) Ba(OH)2(aq) 1,0x10-3M (d) 10,0ml de KOH(aq)
0,22M após ser diluído a 0,250L; (e) 14,0mg de NaOH dissolvidos em 0,250L de solução; (f)
50,0ml de HBr (aq) 0,00043M após a diluição até 0,250L.
9) Calcule a razão das molaridades dos íons CO32- e HCO3- requeridos para obter um tampão a
pH = 9,50. O pKa2 de H2CO3 é 10,25.
10) Um volume de 100ml de uma solução-tampão formada por CH3COOH(aq) 0,10M e
NaCH3CO2 (aq) 0,10M. (a) Qual é o pH da soluça-tampão? (b) Qual é o pH e a mudança de pH
resultante da adição de 3,0mmol de NaOH para a solução-tampão? (c) Qual é o pH e a
mudança de pH resultante da adição de 6,0mmol de HNO3 à solução-tampão inicial? Considere
que não houve mudança no volume.
11) Ordene os compostos abaixo em ordem crescente de acidez: HClO4, HClO2 e HClO.
Justifique
12) Organize os seguintes compostos em ordem decrescente de acidez:
(a) CH3CH
CH2 , CH3CH2CH3, CH3C
CH
(b) CH3CH2CH2OH, CH3CH2CO2H, CH2CHClCO2H
(c) CH3CH2OH, CH3CH2OH2+, CH3OCH3
13) Organize os seguintes íons em ordem crescente de basicidade:
(a) CH3NH2, CH3NH3+, CH3NH(b) CH3O-, CH3CH2-, CH3NH(c) CH3CH
CH-, CH3CH2CH2-, CH3C
C-
14) Se você quisesse separar uma mistura de naftaleno, piridina, e ácido p-toluico, como você
faria isto? Os três compostos são insolúveis em água.
CO2H
N
15) Ácido malônico, HO2CCH2CO2H, é um ácido diprótico. O pKa da perda do primeiro próton é
2,83: o pka da perda do segundo próton é 5,69. (a) Explique por que o ácido malônico é um
ácido mais forte do que o ácido acético (pka = 4,75). (b)Explique por que o ânion, -O2CCH2CO2H,
é muito menos ácido do que o próprio ácido malônico.
16) A dimetilformamida (DMF), HCON(CH3)2, é um exemplo de um solvente polar aprótico,
aprótico significa que ela não tem átomos de hidrogênio ligados a átomos altamente
eletronegativos. (a) Desenhe sua fórmula estrutural de traços, mostrando os pares de elétrons
não-compartilhados. (b) Desenhe o que você prevê ser suas formas de ressonância mais
importantes (uma é sua resposta para a parte a). (c) DMF, quando usada como solvente da
reação, aumenta enormemente a reatividade dos nucleófilos (por exemplo: CN - do cianeto de
sódio) em reações como esta:
N + NaBr
CH3CH2C
NaCN + CH3CH2Br
Sugira uma explicação para este efeito da DMF com base nas considerações ácido-base de
Lewis. (Dica: Enquanto água ou um álcool solvata tanto cátions como ânions, a DMF é eficiente
apenas na solvatação de cátions).
17) Os valores de Ka para o fenol e o 2,4,6-triclorofenol são 1,3 x 10-10 e 1,0 x 10-6,
respectivamente. Qual é o ácido mais forte? Explique a diferença entre as forças dos ácidos.
OH
OH
Cl
Cl
Cl
18) (a) O ácido benzóico tem pka = 4,19, enquanto que o ácido p-acetilbenzóico tem pKa = 3,70.
Explique esta diferença. (b) Considerando sua resposta em (a), você esperaria que o ácido oacetilbenzóico tivesse um pka menor do que 3,7? O pka do ácido o-acetilbenzóico é 4,13. Como
este valor poderia ser explicado?
19) Quais espécies estarão presentes se dissolvermos o hidroxi-ácido abaixo em (a) água a pH
7; (b) solução alcalina a pH 12; ou (c) solução concentrada de ácido mineral?
O
OH
OH
20) Os presentes fenóis possuem valores de pka aproximadamente 4, 7, 9, 10 e 11. Relacione
estes valores com as estruturas abaixo, justificando a sua escolha em todos os casos.
OH
OH
Me
OH
OH
OH
NO2
NO2 O2N
Me
Cl
Me
21) Explique as variações nos valores de pka para os seguintes ácidos carbônicos.
O
O
O
O
O
O
OEt
H
pka 9
O
O
O
O
NO2
Cl
pka 16,5
pka 10,7
pka 5,9
CF3
pka 5,1
pka 4,7