universidade federal do estado do rio de janeiro (unirio)

UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO (UNIRIO)
INSTITUTO DE BIOCIÊNCIAS – DEP. DE CIÊNCIAS NATURAIS
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL – 1/2016
CURSOS: BIOMEDICINA / BACH. BIOLOGIA / LIC. BIOLOGIA
LISTA DE EXERCÍCIOS: EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE
1- Na Tabela abaixo estão listados os valores de Ka para alguns ácidos.
Ácido
Fórmula
Ka
Ácido benzóico
C6H5CO2H
?
Ácido cianídrico
HCN
4,90 x 10-10
Ácido cloroacético
ClCH2CO2H
1,35 x 10-3
Ácido tioacético
HSCH2CO2H
4,68 x 10-4
Ácido acético
CH3CO2H
1,70 x 10-5
a) Calcule o pH da solução e o Ka do ácido benzóico, quando a concentração molar inicial é de
0,110 mol L-1 e a porcentagem de ionização é 2,4.
C6H5CO2H(aq) + H2O(l)
H3O+(aq) + C6H5CO2-(aq)
b) Qual é a definição de ácido fraco?
c) Dentre os ácidos fracos listados na Tabela, qual é o mais forte? Justifique.
d) Quando ácido sulfuroso (H2SO3) é adicionado a uma solução de íons benzoato (C6H5CO2-),
forma-se um precipitado branco de ácido benzóico (C6H5CO2H), segundo a reação:
H2SO3(aq) + C6H5CO2-(aq) → C6H5CO2H(s) + HSO3-(aq).
Por outro lado, se o ácido sulfuroso (H2SO3) for substituído por ácido acético (CH3CO2H), o
precipitado de ácido benzóico não se forma. Baseado nisso, diga qual é a ordem crescente da
força desses três ácidos?
2- A efedrina, C10H15ON, pode ser encontrada em vários medicamentos que agem contra os
sintomas da gripe. No entanto, quando associada à cafeína e a outras drogas, ela atua como
estimulante do sistema nervoso central. Esse composto é uma base fraca que, em solução
aquosa, ioniza-se segundo a reação abaixo:
C10H15ON(aq) + H2O(l)
C10H15ONH+(aq) + OH-(aq)
a) Uma solução de efedrina foi preparada pela adição de 0,035 mol desse composto em 1,00 L
de água. Calcule as concentrações de C10H15ON, C10H15ONH+ e OH-, em mol L-1, no equilíbrio,
sabendo que o pH da solução é 11,33.
b) Calcule o valor de Kb da efedrina.
c) Após a reação acima ter atingido o equilíbrio, nas condições descritas no item a, 0,025 mol
de NaOH (uma base forte) foi introduzido no recipiente da reação. Considerando que a adição
de NaOH não altera o volume final da solução, calcule as concentrações de C10H15ON,
C10H15ONH+ e OH-, em mol L-1, quando o equilíbrio for restabelecido.
d) Explique o efeito da adição do NaOH na ionização da efedrina usando o Principio de Le
Chatêlier e diga se é esperado um aumento ou uma diminuição do pH da solução.
3- As leis de proteção ambiental não permitem o lançamento de rejeitos em rios se estes não
estiverem dentro de determinadas especificações. Rejeitos com valores de pH inferiores a 5,0
ou superiores a 9,0 devem ser tratados antes de serem lançados aos rios. Considere que os
rejeitos X, Y e Z, a 25°C, possuem as características apresentadas na tabela abaixo.
Rejeito
[H+]
[OH-]
(mol L-1)
(mol L-1)
X
1,0 x 10-3
Y
1,0 x 10-4
Z
pH
pOH
1,0 x 10-6
a) Complete a tabela acima com as informações que faltam para os rejeitos X, Y e Z.
b) Qual destes efluentes é mais ácido? Justifique.
c) Qual(is) deste(s) efluentes poderia(m) ser lançado(s) nos rios considerando a faixa de pH
apropriada.
d) Calcule o valor de Ka para o ácido hipocloroso, HClO, sabendo que este é o único ácido
presente no efluente Y e que sua concentração inicial é de 0,30 mol L-1.
HClO(aq) + H2O(l)
ClO-(aq) + H3O+(aq)
4- Qual é a concentração de cada espécie derivada do soluto em uma solução de ácido acético
0,50mol/L? Ka = 1,8 x 10-5
5- Qual a porcentagem de dissociação do ácido acético no equilíbrio anterior?
6- Uma solução é preparada pela adição de 0,40 mol de acetato de sódio e 0,50 mol de ácido
acético e quantidade de água suficiente para completar um litro. Calcule a concentração de
todas as espécies em solução e a porcentagem de dissociação de ácido acético nesta solução.
7- Calcule a porcentagem de dissociação de ácido acético em uma solução cuja concentração
é 0,10 mol/L.
8- Calcule a concentração de cada espécie de soluto presente em uma solução de amônia 0,40
mol/L. Qual a porcentagem de dissociação da base nesta solução? Kb = 1,8 x 10-5.
9- Qual a concentração de íons hidróxido em uma solução de HCl 0,020M?
10- Qual a concentração de íons hidrogênio em uma solução neutra?
11- Qual o pH no ponto de equivalência em uma titulação de HCl 0,10M com NaOH 0,10M?
12- 1,00 mL de solução de KOH 2,00 mol L−1 foi adicionado a 100,00 mL de solução aquosa de
HCl 0,010 mol L−1. Qual o pH da solução resultante?
13- A 10,0 mL de uma solução aquosa 0,100 mol/L de ácido clorídrico, HCl (aq), adicionou-se
água pura, em quantidade suficiente para se obter 100,0 mL de solução diluída. Considerandose essas informações, qual o pH da solução resultante?
14- Identifique os pares de ácido-base conjugados nas reações seguintes.
a) HCO3-(aq) + H2O(l)
CO32-(aq) + H3O+(aq)
b) HCO3-(aq) + H3O+(aq)
CO2(g) + H2O(l) + H2O(l)
c) H2SO4(aq) + HNO3(aq)
HSO4-(aq) + NO2+(aq) + H2O(l)
d) HSO4-(aq) + OH-(aq)
SO42-(aq) + H2O(l)
15- Calcule o pH das seguintes soluções:
a) HCl 0,001 mol/L
b) KOH 0,002 mol/L
c) C6H5COOH 0,10 mol/L (Ka = 6,3 x 10-5)
d) Ba(OH)2 0.02 mol/L
16- Calcule a concentração de íons H3O+ em mol/L das seguintes soluções:
a) HCl , pH = 3.
b) HCOOH 0,20 mol/L (Ka = 1.6 x 10-4 mol/L)
c) NaOH, pH = 11
17- Um estudante preparou uma solução 0,100 mol/L de ácido fórmico (HCOOH) e mediu o
seu pH. Sabendo que o pH medido a 25 °C foi de 2,38, calcule o valor do Ka para o ácido
fórmico nessa temperatura.
18- Uma solução de niacina (vitamina B) 0,020 mol/L tem pH igual a 3,26 a uma determinada
temperatura. Calcule o valor de Ka para a niacina nessa temperatura.
19- Uma solução 0,10 mol/L de ácido fórmico (HCOOH) contém 4,2 x 10-3 mol/L de íons H+.
Qual a porcentagem de ácido que está ionizado?
20- Calcule o pH de uma solução 0,20 mol/L de HCN (Ka = 4,9 x 10-10)
21- Calcule o pH de uma solução 0,15 mol/L de NH3. (Kb = 1,8 x 10-5)