LISTA DE EXERCÍCIOS # 05 – QUÍMICA

LISTA DE EXERCÍCIOS # 05 – QUÍMICA ANALÍTICA – PROF. Wendell
1.
Considere uma solução aquosa de NH3, preparada na concentração de 0,100 mol L -1.
Calcule o pH desta solução. Use Kb = 1,8×10-5.
2.
Uma alíquota de 25 mL da solução descrita na questão 1 foi titulada com HCl
0,100 mol/L. Qual o pH no ponto de equivalência?
3.
Para a questão 2, calcule o pH após a adição de (a) 1,00 mL, (b) 5,00 mL, (c) 24,99 mL; (d)
25,00 mL e (e) 25,01 mL de HCl.
4.
Para a questão 03, esboce a curva de titulação.
5.
Um aluno preparou uma solução aquosa de ácido butanóico na concentração de 0,200
mol/L. Calcule o pH desta solução. Use Ka = 1,50×10-5.
6.
Uma alíquota de 25 mL da solução descrita na questão 5 foi titulada com NaOH
0,100 mol/L. Qual o pH no ponto de equivalência?
7.
Para a questão 6, calcule o pH após a adição de (a) 10,00 mL, (b) 25,00 mL, (c) 49,99 mL;
(d) 50,00 mL e (e) 50,01 mL de NaOH.
8.
Uma alíquota de 10,0 mL uma solução de NaOH 0,100 mol/L foi titulada com HCl 0,200
mol/L. Qual o pH inicial!? Qual o pH no ponto de equivalência?! Qual o volume esperado para
alcançar o ponto de equivalência?!
9.
Uma alíquota de 10,0 mL uma solução de HCl 0,200 mol/L foi titulada com NaOH 0,100
mol/L. Qual o pH inicial!? Qual o pH no ponto de equivalência?! Qual o volume esperado para
alcançar o ponto de equivalência?!
10.
Para as questões 8 e 9, esboce as curvas de titulação.
11.
Uma solução de NaOH foi padronizada com uma solução padrão de biftalato de potássio.
Considerando que um volume de 25,00 mL do padrão com concentração de 0,100 mol L -1
necessitou, até a neutralização completa, de 25,22 mL de NaOH, calcule a concentração real da
solução de NaOH.
12.
Qual a diferença entre (i) ponto final da titulação e (ii) ponto de equivalência.
13.
O que significa a diferença entre os termos definidos na questão 12?
14.
Esboce o formato das curvas de titulação entre (i) ácido forte × base forte; (ii) base
forte × ácido forte; (iii) ácido fraco × base forte; (iv) base fraca × ácido forte.
15.
Para os itens (iii) e (iv) da questão anterior, indique (i) a região tamponante e (ii) a região
em que ocorre a reação de hidrólise.
16. Explique o funcionamento dos indicadores em uma reação ácido-base.
17. Os indicadores A, B e C apresentam constantes, K ind, iguais a KInd = 1,0×10-5, KInd = 1,8×10-8 e
KInd = 3×10-10, respectivamente. Calcule a faixa de pH em que ocorre a viragem para cada
indicador.
18. Qual indicador (dos citados na questão 17) é mais apropriado para titular (i) um ácido forte
com uma base forte; (ii) um ácido fraco com uma base forte e; (iii) uma base fraca com um ácido
forte? Justifique.
19. Mostre que:
a)
b)
20. Um aluno preparou uma solução tampão pela mistura de ácido acético e acetato de sódio.
Considerando Ka = 1,75 x 10-5, calcule o pH de uma solução equimolar.
21. Uma solução tampão, com volume de 1000 mL, foi preparada pela mistura de 0,5 mol de um
ácido fraco (HA) e 0,1 mol do sal de sua base conjugada. Considerando Ka = 2,0 x 10-5, calcule o
pH da solução resultante.
22. Uma solução tampão, com volume de 1000 mL, foi preparada pela mistura de 0,15 mol de
uma base fraca (B) e 0,1 mol do sal de seu ácido conjugado. Considerando K b = 2,3 x 10-5, calcule
o pH da solução resultante.
A tabela abaixo apresenta alguns ácidos que podem ser utilizados no preparado de soluções
tamponantes. Use estes dados para resolver as questões 23 a 26.
Ácido
A
B
C
pKa
2,15
6,00
8,50
23. Para cada ácido citado, calcule o intervalo de pH para preparar soluções com efeito
tamponante.
24. Para o preparo de uma solução tampão com pH igual a 3, indique o ácido a ser utilizado e
calcule a quociente entre as concentrações do ácido e da sua base conjugada para obter o pH
supracitado.
25. Para o preparo de uma solução tampão com pH igual a 5, indique o ácido a ser utilizado e
calcule a quociente entre as concentrações do ácido e da sua base conjugada para obter o pH
supracitado.
26. Para o preparo de uma solução tampão com pH igual a 8, indique o ácido a ser utilizado e
calcule a quociente entre as concentrações do ácido e da sua base conjugada para obter o pH
supracitado.
27. O sangue humano é tamponado por uma série de sistemas. A principal reação ácido-base
consiste no par conjugado H2CO3/HCO-3. Explique o funcionamento deste tampão e sua
importância metabólica.
28.
Uma alíquota de 50,00 mL de um vinho de mesa branco foi titulado com uma solução de
NaOH 0,03776 mol/L. O volume de NaOH consumido para alcançar o ponto final com
fenolftaleína foi igual a 21,48 mL. Expresse a acidez do vinho branco em função do teor de ácido
tartárico (H2C4H4O6, 150,09 g/mol) presente na bebida (m/v).
29.
Uma alíquota de 25,00 mL de vinagre foi diluída para 250,00 mL em um balão
volumétrico. A titulação de várias alíquotas de 50,00 mL da solução diluída requereu a média de
34,88 mL de solução de NaOH 0,09600 mol/L. Expresse o teor de acidez do vinagre em função da
porcentagem (m/v) de ácido acético (CH3COOH, 60,08 g/mol) presente.
30.
Uma alíquota de 10,00 mL de vinagre (ácido acético, CH3COOH) foi pipetada para um
frasco, ao qual foram adicionadas duas gotas de fenolftaleína. Esta solução foi então titulada
com NaOH 0,1008 mol/L. (a) Considerando que o volume de NaOH consumido foi de 45,62 mL,
qual a concentração molar do ácido na solução?! (b) Considerando que a concentração esperada
da solução do ácido acético fosse igual a 0,4500 mol/L, calcule o volume de NaOH necessário
para atingir o ponto de equivalência. (c) Baseado no volume calculado no item anterior e o
volume indicado no item (a), calcule o erro da titulação.
31.
Uma amostra de 25,00 mL de uma solução de limpeza doméstica, contendo NH3, foi
diluída a 250,0 mL em um balão volumétrico. Uma alíquota de 50,00 mL dessa solução requereu
40,38 mL de HCl 0,2506 mol/L para alcançar o ponto final, usando o verde de bromocresol como
indicador. Calcule a porcentagem (m/v) de NH3 na amostra.
32.
O teor de cálcio e magnésio pode ser determinado, em amostras reais, a partir da
volumetria de complexação, usando-se o EDTA como agente complexante. Uma amostra de
urina coletada por 24 horas foi diluída a 2,00 L. Após a solução ter sido tamponada a pH 10, uma
alíquota de 10,00 mL foi titulada com 27,32 mL de EDTA 0,003960 mol/L. O cálcio, em uma
segunda alíquota de 10,00 mL, foi titulado com 12,21 mL da solução de EDTA. Para dosar o cálcio
separadamente, o pH da solução foi elevado para aproximadamente 12, com a adição de NaOH.
(a) Calcule a massa de cálcio e a massa de magnésio presente na solução inicial. (b) Presumindo
que as quantidades normais de cálcio e magnésio se situam entre 15 – 300 mg (Mg2+) e 50 – 400
mg (Ca2+) por dia, essa amostra cai dentro desta faixa?!
33.
Uma pastilha antiácida, pesando 1,25 g, foi dissolvida em um balão volumétrico de 1,0 L
para permitir a determinação dos teores de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio. Após
o preparo da solução, uma alíquota de 10,0 mL foi transferida para um erlenmeyer contendo
uma solução tampão com pH = 10. Esta alíquota foi então titulada com EDTA 0,0040 mol/L e o
volume médio gasto foi de 15,01 mL. Para dosar o cálcio, após precipitação fracionada do
magnésio, uma segunda alíquota de 10,00 mL da solução estoque foi transferida para um
erlenmeyer e o pH da solução presente foi ajustado para um valor de aproximadamente 13. Na
titulação com EDTA, o volume consumido para observação do ponto final foi igual a 13,03 mL.
Baseado nestas informações,
(a) Faça uma esquematização das duas etapas envolvidas, representando as reações
relacionadas.
(b)Calcule as concentrações de CaCO3 e MgCO3 presentes na solução inicial.
(c) Calcule as massas de CaCO3 e MgCO3 presentes na pastilha.
(d)Calcule o teor de CaCO3 e MgCO3 na pastilha.
34. A volumetria de óxido-redução foi explorada no curso de Química Analítica para demonstrar
a análise quantitativa do teor de peróxido de hidrogênio em amostras comerciais de água
oxigenada (em diferentes concentrações). Na aula experimental utilizou-se uma alíquota de 10,0
mL de um padrão primário (oxalato de sódio) 0,050 mol/L para padronizar a solução de
permanganato de potássio (KMnO4) 0,020 mol/L. Essa reação ocorreu em meio ácido. Baseado
nessas informações,
A) Por que utilizou-se o meio ácido?!
B) Escreva a reação química balanceada.
C) Qual o volume esperado para obter o ponto de viragem?!
D) Um dos grupos gastou um volume de 21,50 mL de KMnO 4. Calcule o erro da titulação e a
concentração real da solução de KMnO4.
35.
A solução padronizada na questão anterior foi utilizada para determinação quantitativa
do teor de H2O2 em meio ácido. Para esta finalidade, uma alíquota de 5 mL de cada amostra
comercial foi diluída para um volume de 1000 mL. Em seguida, todos os grupos titularam
alíquotas de 20,0 mL com a solução de KMnO4.
A)
Escreva a reação química balanceada.
B)
Esboce o esquema do procedimento experimental.
C)
Utilizando-se o valor da concentração real da solução de KMnO 4, calcule o volume
esperado para ser gasto na dosagem das amostras comerciais de H 2O2 nas concentrações de 3 e
6% (m/v).
D)
Na análise quantitativa, uma das turmas de Q. Analítica consumiu, até observar o ponto
de viragem, os seguintes volumes médios da solução de KMnO 4: 1,82 mL para a amostra de 10
volumes e 3,90 mL para a amostra de 20 volumes. Calcule a porcentagem de H2O2 em ambas as
amostras. Utilize o valor da concentração real da solução de KMnO 4, calculada no item anterior.
E)
Expresse a resposta do item anterior em função do volume de O2 liberado na
decomposição da solução de H2O2.
36.
Quais os três métodos volumétricos de precipitação!?
37.
Quais os indicadores utilizados em cada um dos métodos referentes à questão anterior?!
38.
De modo a determinar o teor de NaCl, uma alíquota de 10,0 mL de soro fisiológico foi
diluída para um volume de 100,0 mL. Em seguida, transferiu-se 20,0 mL da solução diluída para
um erlenmeyer. Antes da titulação, adicionou-se ao erlenmeyer: (i) 7,0 mL de uma solução de
AgNO3 0,101 mol/L, (ii) 5 mL de HNO3 6 mol/L e (iii) 1,0 mL de uma solução de Fe(NO3)3. A
solução contida no erlenmeyer foi titulada com uma solução de KSCN 0,105 mol/L. O volume
gasto foi igual a 4,21 mL.
A)
Escreva todas as reações presentes na titulação.
B)
Calcule o teor de NaCl no soro fisiológico.