Fundamentos de Química Analítica Lista de Exercícios – Equilíbrio Equilíbrio Químico (Lista 1)
1. Considere os equilíbrios a seguir, nos quais todos os íons são aquosos: AgCl(aq) K = 2,0x10 I. Ag + Cl− → AgCl ← AgCl− K = 9,3x10 II. AgCl() Cl− → AgCl ← + ( ) AgCl s → Ag Cl− K = 1,8x10− III. AgCl( ←
a) Calcule o valor numérico da constante de equilíbrio para a reação →
() ← () ()
b) Calcule a concentração de AgCl(aq) em equilíbrio com AgCl sólido não dissolvido em excesso. () − c) Encontre o valor numérico de K para para a reação − → ←
-7
-7
Resposta: 3,6x10 ; 3,6x10 ; 3,0x10
4
2. Para a reação () 3 () →2 () em 400 K, K =41. =41. Encontre o valor ← de K para para cada uma das seguintes s eguintes reações na mesma temperatura. a) 2 () → () 3 () ←
→
b) () () ← () 4 () c) 2 () 6 () → 4 ←
Resposta: 0,024; 6,4; 1,7x10 3
3. Examine o equilíbrio 4 () 5 () →4 () 6 () ← a) O que acontece com a pressão parcial de NH 3 quando a pressão parcial de NO aumenta? (Resposta: (Resposta: aumenta) aumenta) b) Será que a diminuição da pressão parcial de NH 3 faz a pressão parcial de O 2 diminuir? (Resposta: não) Resposta: aumenta; não, aumenta
4. Diga, para cada um dos seguintes equilíbrios se haverá deslocamento na direção dos reagentes ou dos produtos quando a temperatura aumentar. 2 () ∆° = 57 57 a) () → 2 ←
4() ) → () () () ∆ ° = 161 161 b) () 4( ← c) () → 2(), onde X é é um halogênio. ←
Resposta: produtos; reagentes; produtos.
5. Descreva ou defina brevemente e dê exemplo de: a) O ácido conjugado de uma base de Bronsted-Lowry; Bronsted-Lowry; b) Um solvente anfiprótico; c) Autoprotólise; d) O princípio de Le Châtelier.
6. Explique brevemente porque não há termo para a água ou para um sólido puro em uma expressão da constante de equilíbrio, embora um (ou ambos) apareçam na equação líquida balanceada. 7. Identifique o ácido do lado esquerdo e sua base conjugada do lado direito nas seguintes reações: a) → + − ← + b) → + ← − c) − → 2− ←
Resposta: ácido a) b) c)
base
− −
+ −
8. Escreva as expressões para a autoprotólise de: a) H2O b) CH3 NH2 Resposta: → + − ←
→ + − ←
9. Escreva as fórmulas dos ácidos conjugados: a) b)
+ Resposta: / + ; /
10. Escreva as fórmulas das bases conjugadas: a) − b) (fenol) c) − − − Resposta: − / ; / ; /
11. Escreva as expressões das constantes de equilíbrio e obtenha o valor numérico para a constante dissociação básica da etilamina, C 2H5 NH2. Ka(C2H5 NH3+)=2,31x10-11 Resposta: 4,33x10 -4
12. Calcule as concentrações molares de H 3O+ e OH- a 25 C em: a) HOCl 0,0300 mol L-1. (Ka=3,0x10-8) b) Etilamina, C5H5 NH2, 0,100 mol L-1. (Kb=4,33x10-4) c) NaOCl 0,200 mol L-1. (Ka=3,0x10-8)
Resposta: 3,00x10 -5 e 3,33x10 -10; 1,52x10-12 e 6,58x10 -3; 3,88x10-11 e 2,58x10-4
13. Calcule o pH e o pOH de: a) Uma solução 2,0x10 -3 mol L-1 de HCl. b) Uma solução de NaOH 5,0x10 -2 mol L-1 c) Uma solução de HCl 1,00x10 -7 mol L-1 Resposta:2,70 e 11,30; 12,70 e 1,30; 6,791 e 7,209
14. Calcule o pH de uma solução 0,100 mol L -1 de: a) Ácido cianídrico, HCN (Ka=6,2x10-10) b) Ácido hipocloroso, HOCl (Ka=3,0x10 -8) Resposta: 5,104; 4,261
15. Qual é o pH de uma solução preparada pela dissolução de 1,23g de α -nitrofenol, C6H5 NO3 (MF 139,11) em 0,250L? Resposta: 4,341
16. Determine o pH e o grau de dissociação (α) de uma solução 0,100M do ácido fraco HA com Ka=1,00x10 -5. Resposta: 3,000; 1,00%
17. Uma solução de HA 0,045M está 0,60% dissociada. Calcule o pKa do ácido. Resposta:5,79
18. Calcular o pH de uma solução de HClO 4 5,0x10-8 mol L-1. Qual a fração total de H3O+ nessa solução é proveniente da água? Resposta: 6,89; 0,61
19. Defina a capacidade tamponante. 20. Qual das seguintes bases é mais adequada para se preparar um tampão de pH=9,00? a) NH3, amônia, Kb=1,76x10 -5 b) C6H5 NH2, anelina, Kb=3,99x10 -10 c) H2 NNH2, hidrazina, Kb=1,0x10 -6 d) C5H5 N, piridina, Kb=1,58x10-9 Resposta: NH3
21. Uma solução de concentrações iguais de ácido lácteo e lactato de sódio tem pH=3,08. a) Quais são os valores de pKa e Ka do ácido lácteo? b) Qual seria o pH se a concentração do ácido fosse duas vezes a concentração do sal? Resposta: 8,3x10 -4 e 3,08; 2,78
22. Determine o pH e o pOH de: a) Uma solução que é 0,50M NaHSO 4(aq) e 0,25M Na2SO4(aq). b) Uma solução que é 0,50M NaHSO 4(aq) e 0,10M Na2SO4(aq). c) Uma solução que é 0,50M NaHSO 4(aq) e 0,50M Na2SO4(aq).
Resposta: 1,62 e 12,38; 1,22 e 12,78; 1,92 e 12,08
23. Resolva: a) Qual deve ser a razão entre as concentrações dos íons CO 32- e HCO3- em uma solução tampão com pH=11,00? b) Que massa de K 2CO3 deve ser adicionada a 1,00L de 0,100M KHCO 3(aq) para preparar uma solução tampão com pH=11,00? c) Que massa de KHCO 3 deve ser adicionada a deve ser adicionada a 1,00L de 0,100M K 2CO3(aq) para preparar uma solução tampão com pH=11,00? d) Que volume de 0,200M K 2CO3 deve ser adicionado a 100 mL de 0,100M KHCO3(aq) para preparar uma solução tampão com pH=11,00? Resposta: 5,6; 77,4; 1,79; 280
24. Calcular o pH de uma solução constituída de CH 3COOH 0,020 mol L-1 e CH3COONa 0,040 mol L -1. (Ka=1,75x10-5) Resposta: 5,06
25. O pH de 0,40M HF(aq) é 1,93. Calcule a mudança de pH quando 0,356g de fluoreto de sódio é adicionado a 50,0mL de solução. Ignore a mudança de volume. Ka=3,5x10-4. Resposta: 1,92