Professora Sonia - Química para o Vestibular Questões Resolvidas ph e poh

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1 Questões Resolvidas ph e poh 01. (Fuvest 01) O fitoplâncton consiste em um conjunto de organismos microscópicos encontrados em certos ambientes aquáticos. O desenvolvimento desses organismos requer luz e CO, para o processo de fotossíntese, e requer também nutrientes contendo os elementos nitrogênio e fósforo. Considere a tabela que mostra dados de ph e de concentrações de nitrato e de oxigênio dissolvidos na água, para amostras coletadas durante o dia, em dois diferentes pontos (A e B) e em duas épocas do ano (maio e novembro), na represa Billings, em São Paulo. Ponto A (novembro) Ponto B (novembro) Ponto A (maio) Ponto B (maio) ph Concentração de nitrato (mg/l) Concentração de oxigênio (mg/l) 9,8 0,14 6,5 9,1 0,15 5,8 7, 7,71 5,6 7,4,95 5,7 Com base nas informações da tabela e em seus próprios conhecimentos sobre o processo de fotossíntese, um pesquisador registrou três conclusões: I. Nessas amostras, existe uma forte correlação entre as concentrações de nitrato e de oxigênio dissolvidos na água. II. As amostras de água coletadas em novembro devem ter menos CO dissolvido do que aquelas coletadas em maio. III. Se as coletas tivessem sido feitas à noite, o ph das quatro amostras de água seria mais baixo do que o observado. É correto o que o pesquisador concluiu em a) I, apenas. b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. Alternativa D. Análise das afirmações: I. Incorreta. Nessas amostras, não se verifica correlação entre a concentração de nitrato e a de oxigênio, o ph diminui e as concentrações oscilam: Ponto A (novembro) Ponto B (novembro) Ponto A (maio) Ponto B (maio) Concentração Concentração ph de nitrato de oxigênio (mg/l) (mg/l) 9,8 0,14 6,5 9,1 0,15 5,8 7, 7,71 5,6 7,4,95 5,7 1

2 II. Correta. As amostras de água coletadas em novembro devem ter menos CO dissolvido do que aquelas coletadas em maio, pois o ph em maio é menor, ou seja, a concentração de íons H devido a presença do gás carbônico é maior. Ponto B (novembro) Ponto A (maio) ph Concentração de nitrato (mg/l) 9,1 0,15 7, 7,71 III. Correta. Se as coletas tivessem sido feitas à noite, o ph das quatro amostras de água seria mais baixo do que o observado, pois a concentração de gás carbônico é maior neste período. 0. (Ufmg 011) Observe este gráfico: 1. A análise das camadas de lixo em aterros e vazadouros a céu aberto, ou lixões, permite uma visão sociológica de diferentes comunidades e, também, fornece subsídios para pesquisas biológicas. Em determinado aterro, por exemplo, além dos mais diversos materiais biodegradáveis, foram recuperados jornais da década de 1970 perfeitamente legíveis. Com base nessas informações e em outros conhecimentos sobre o assunto, EXPLIQUE por que jornais com 40 anos de idade puderam ser encontrados, em condições de leitura, em aterros sanitários.. No início de 010, ocorreu um grave acidente em uma área da cidade de Niterói/RJ, em que houve muitas mortes devido a deslizamentos de terra e a explosões. Divulgou-se, na época, que essa área tinha sido utilizada, há 50 anos, como depósito de lixo urbano. CITE uma substância que, nesse caso, pode contribuir para a ocorrência de explosões e EXPLIQUE, do ponto de vista biológico, de que modo ela se forma.. O chorume é um líquido escuro formado em aterros sanitários como resultado da decomposição de materiais orgânicos que constituem o lixo urbano. Por ser extremamente tóxico e poder contaminar lençóis freáticos, esse produto deve ser devidamente tratado. Em um dos processos utilizados, atualmente, no tratamento do chorume, uma das etapas consiste na remoção da amônia, que, nesse material, se encontra em equilíbrio com o íon amônio, em meio aquoso. ESCREVA a equação química que representa esse equilíbrio. 4. A constante de basicidade para a equação do item anterior é, aproximadamente, x CALCULE o ph que esse sistema deve ter para que a concentração de amônia seja cinco vezes maior que a concentração do íon amônio. (Deixe seus cálculos indicados, explicitando assim seu raciocínio.)

3 5. A remoção da amônia, nesse caso, dá-se pela passagem de uma corrente de ar pelo chorume. a) Assinalando com um X a quadrícula apropriada, INDIQUE se esse processo é mais eficiente em meio básico ou em meio ácido. A remoção da amônia é mais eficiente em meio ( ) básico. ( ) ácido. b) JUSTIFIQUE sua indicação, considerando o equilíbrio entre a amônia e o íon amônio, em solução aquosa, bem como a interação dessas espécies químicas com a água. 6. A amônia arrastada pelo fluxo de ar pode ser recuperada por absorção em uma solução de ácido sulfúrico. ESCREVA a equação química balanceada que representa a reação completa envolvida nesse processo. 1. Jornais com 40 anos de idade puderam ser encontrados, em condições de leitura, em aterros sanitários, pois neste caso predomina a decomposição anaeróbica, que é lenta.. O chorume produz metano (CH 4) que é uma substância volátil e combustível, podendo causar explosões. Essa substância é resultante da decomposição anaeróbica da matéria orgânica presente no lixo. Bactérias metanogênicas atual na decomposição do lixo.. Teremos: NH(aq) H O( l) NH4(aq) OH(aq). 4. Teremos: 4(aq) (aq) 4(aq) (aq) eq = eq ( l) = [NH (g) ][H O ( l) ] [NH (g) ] [NH ][OH ] [NH ][OH ] K K [H O ] K = K [H O ] K b eq ( l ) b 4(aq) (aq) [NH ][OH ] = [NH ] (g) Como a concentração de amônia é cinco vezes maior do que a de a concentração do íon amônio, vem: (g) 4(aq) [NH ] = 5[NH ] Então, K b 4(aq) (aq) [NH ][OH ] = [NH ] (g) [NH 5 4(aq) ][OH(aq)] 5 (aq) 5[NH 4(aq) ] 10 = 5 10 = [OH ] 4 (aq) = = = [OH ] 10 poh 4 (poh log[oh ]) ph poh = 14 ph = a) A remoção da amônia é mais eficiente em meio ( x ) básico. ( ) ácido. b) A remoção da amônia é mais eficiente em meio básico, pois o equilíbrio (aq) ( l) 4(aq) (aq) NH H O NH OH é deslocado para a esquerda. 6. Teremos: NH H SO (NH ) SO (aq) 4(aq) 4 4(aq)

4 0. (Unicamp 01) Como um químico descreve a cerveja? Um líquido amarelo, homogêneo enquanto a garrafa está fechada, e uma mistura heterogênea quando a garrafa é aberta. Constitui-se de mais de substâncias, entre elas o dióxido de carbono, o etanol e a água. Apresenta um ph entre 4,0 e 4,5, e possui um teor de etanol em torno de 4,5% (v/v). Sob a perspectiva do químico, a cerveja a) apresenta uma única fase enquanto a garrafa está fechada, tem um caráter ligeiramente básico e contém cerca de 45 gramas de álcool etílico por litro do produto. b) apresenta duas fases logo após a garrafa ser aberta, tem um caráter ácido e contém cerca de 45 ml de álcool etílico por litro de produto. c) apresenta uma única fase logo após a garrafa ser aberta, tem um caráter ligeiramente ácido e contém cerca de 45 gramas de álcool etílico por litro de produto. d) apresenta duas fases quando a garrafa está fechada, tem um caráter ligeiramente básico e contém 45 ml de álcool etílico por 100 ml de produto. Alternativa B Sob a perspectiva do químico, teremos: Garrafa fechada: apresenta uma única fase (mistura homogênea). Garrafa aberta: apresenta duas fases, pois se tem a formação de bolhas devido à diferença de pressão externa e interna. O caráter da bebida é ácido (ph < 7), devido à presença de gás carbônico dissolvido na bebida (CO (g) HO( l) HCO (aq) H (aq) HCO (aq)). Como o teor de etanol é em torno de 4,5 % (v/v): 4,5 ml 100 ml (produto) V V e tanol e tanol = 45 ml 1000 ml (produto) 04. (Pucrj 01) Pipeta-se 50 ml de solução aquosa 0,0 mol/l de ácido clorídrico e transferese para um balão volumétrico de 1000 ml, ajustando-se para esse volume a solução final, usando água pura. O ph da solução final é: a) 1 b) c) d) 7 e) 9 Alternativa C Numa diluição, adiciona-se certo volume de solvente (no caso água) para que a concentração da solução diminua. Em diluições, sabe-se que a diminuição da concentração é inversamente proporcional ao aumento de volume. O exercício afirma que houve uma diluição da solução de HCl e que o volume passou de 50 ml para 1000 ml, ou seja, aumentou 0 vezes. Dessa forma, podemos concluir que a concentração da solução inicial diminuiu 0 vezes. Portanto: [HC l] INICIAL 10 [HC l ] FINAL = = = 1 10 mol/l 0 0 4

5 A solução é de um ácido forte, que ioniza 100%. Assim, podemos afirmar que a concentração de H vale 1 10 mol / L. Cálculo de ph; ph = log1 10 =,0 05. (Ufpe 01) A oxidação do HSO pelo O, em água, é uma reação importante nos processos de formação da chuva ácida e de dessulfurização do gás de chaminé, e é descrita pela equação ( ) ( ) ( ) ( ) 4 HSO aq O aq SO aq H aq. A cinética dessa reação foi determinada na temperatura constante de 7 C e o ph da reação foi controlado com o uso de tampão. Para uma 4 concentração inicial de dioxigênio de,4 10 mol.dm, a velocidade inicial (v 0) da reação foi determinada em função da concentração inicial de HSO, ( ) HSO 0 : HSO 0 mol.dm v 0 (mol.dm.s 1 ) 4 0, , , ,0 10 Os valores das constantes de velocidade, k, foram determinados para diversos ph: ph k (dm.mol 1.s 1 ) 4 4, ,0 10 A partir desses resultados, analise as proposições a seguir. ( ) A dependência temporal da concentração de O é representada pelo gráfico: ( ) A ordem da reação com relação ao reagente HSO é. ( ) A reação é acelerada com o aumento da concentração de íon hidrogênio. ( ) O dioxigênio é um intermediário, pois a lei de velocidade da reação é independente da sua concentração. ( ) A dependência temporal da concentração de HSO é representada pelo gráfico: 5

6 V V V F F. A partir da tabela: Professora Sonia - Química para o Vestibular ( HSO mol.dm ) v ( 1 ) 0 mol dm s 0 4 0, , ( 0,50 10 ) 14 0, , (4 0,5 10 ) Verifica-se que a concentração de HSO ( HSO ) dobra e a velocidade quadruplica, conclui-se que a ordem é. x -1-1 v = k[hso ] [O ] ; k (dm.mol.s ) Utilizando as unidades da primeira linha da tabela, vem : 1 0 mol dm s = k mol dm (mol dm ) 1 mol dm s = dm.mol mol dm s = mol dm s 0 Conclusão : v = k[hso ] [O ].s mol dm 0 mol dm (mol dm ) O é um reagente e sua concentração não varia com o tempo (é constante). Logo, o gráfico está correto: Quando o ph diminui de 5 para 4 a velocidade aumenta 100 vezes de acordo com a tabela: ph k (dm.mol 1.s 1 ) 4 4, (4, ) 5 4 4,0 10 Conclui-se que a velocidade aumenta com a elevação da concentração de cátions H. Um aumento de 10 vezes na concentração de H (ph =5 para ph = 4) provoca uma elevação de 100 vezes da constante de velocidade. HSO é um reagente de ordem. Conclui-se que sua concentração deve diminuir com o tempo. Logo, o gráfico fornecido está errado: 6

7 06. (Ufpr 01) Muitas pessoas têm como hobby manter aquários plantados que retratam paisagens aquáticas de rios e lagos. Existem equipamentos e suprimentos específicos para esses aquários, sendo os mais comuns: lâmpadas que simulam o espectro solar, suprimento (borbulhador) de gás carbônico e termostatos. Na figura a seguir, está esquematizado um aquário desse tipo. O equilíbrio que envolve o gás carbônico em água está descrito a seguir: ( ) ( l) ( ) ( ) ( ) ( ) CO g H O HCO aq H aq CO aq H aq a) Nos períodos noturnos, quando as lâmpadas são desligadas, caso se mantenha o borbulhamento de gás carbônico, o que ocorrerá com o ph do aquário? Explique. b) Em condições adequadas de luz e suprimento de gás carbônico, caso a temperatura se eleve em alguns C, ocorrerá variação do ph? Caso ocorra, qual será a alteração? a) Nos períodos noturnos, quando as lâmpadas são desligadas, caso se mantenha o borbulhamento de gás carbônico o equilíbrio será deslocado para a direita e a concentração de cátions H aumentará, consequentemente o ph diminuirá. direita direita aumenta ( ) ( l) ( ) ( ) ( ) ( ) CO g H O HCO aq H aq CO aq H aq aumenta b) A solubilidade do gás carbônico diminuirá com a elevação da temperatura, consequentemente o equilíbrio deslocará para a esquerda, a concentração de cátions H diminuirá e o ph aumentará. ( ) ( l) ( ) ( ) ( ) ( ) CO g H O HCO aq H aq CO aq H aq esquerda esquerda A concentração diminui com a elevação da temperatura dim inui 7

8 07. (Fuvest 01) A vida dos peixes em um aquário depende, entre outros fatores, da quantidade de oxigênio (O ) dissolvido, do ph e da temperatura da água. A concentração de oxigênio dissolvido deve ser mantida ao redor de 7 ppm (1 ppm de O = 1 mg de O em 1000 g de água) e o ph deve permanecer entre 6,5 e 8,5. Um aquário de paredes retangulares possui as seguintes dimensões: cm (largura x comprimento x altura) e possui água até a altura de 50 cm. O gráfico abaixo apresenta a solubilidade do O em água, em diferentes temperaturas (a 1 atm). a) A água do aquário mencionado contém 500 mg de oxigênio dissolvido a 5 C. Nessa condição, a água do aquário está saturada em oxigênio? Justifique. Dado: densidade da água do aquário = 1,0 g/cm. b) Deseja-se verificar se a água do aquário tem um ph adequado para a vida dos peixes. Com esse objetivo, o ph de uma amostra de água do aquário foi testado, utilizando-se o indicador azul de bromotimol, e se observou que ela ficou azul. Em outro teste, com uma nova amostra de água, qual dos outros dois indicadores da tabela dada deveria ser utilizado para verificar se o ph está adequado? Explique. a) O aquário de paredes retangulares possui as seguintes dimensões: cm (largura x comprimento x altura) e possui água até a altura de 50 cm, então: V = = cm. (água no aquário) Como a densidade da água é de 1,0 g/cm, podemos calcular sua massa a partir do volume obtido: 8

9 1,0 g (água) m água m água = g Professora Sonia - Química para o Vestibular 1 cm cm A água do aquário mencionado contém 500 mg de oxigênio dissolvido a 5 C, então: g (água) 500 mg O m O 1000 g (água) = 5mg Análise do gráfico: m O A 5 C, a solubilidade de O (g) em 1000 g de água é de 7,5 mg. Conclusão: Nessa condição, a água do aquário não está saturada em oxigênio. b) O ph deve permanecer entre 6,5 e 8,5. Utilizando-se o indicador azul de bromotimol, observou-se que a cor ficou azul e isto implica um ph maior do que 7,5. Outro indicador que poderia ser utilizado seria a fenolftaleína, pois, entre ph 7,5 e 8,5, ficaria incolor e acima disso assumiria cor rosada. 9

10 08. (Uerj 01) Em um reservatório contendo água com ph igual a 7, houve um descarte acidental de ácido sulfúrico. Em seguida, foi adicionada uma determinada substância de caráter básico, em quantidade suficiente para neutralizar a acidez. O gráfico que representa o comportamento do ph durante esse processo é: a) b) c) d) Alternativa C Com a adição do ácido sulfúrico ocorre aumento da concentração de íons H. Consequentemente o ph diminui. Com a adição de uma substância básica, a concentração de íons H volta a diminuir atingindo seu patamar inicial conforme o gráfico da alternativa [C]: 10

11 09. (Ita 01) A tabela abaixo apresenta os números de cargas elétricas (Z) e o raio iônico (r) apresentados por alguns cátions metálicos. Cátion metálico Z r (pm) Na 1 95 Fe 76 Mg 65 Fe 64 A l 50 Para as mesmas condições de temperatura e pressão é CORRETO afirmar que o ph de soluções aquosas, com concentração 1 mol L 1 dos nitratos de cada um dos cátions apresentados na tabela, aumenta na sequência: a) Na < Fe < Mg Fe < Al b) c) d) e) Na < Fe < Mg < Fe < Al l A Fe < Mg Fe < Na l A < Fe Mg < Fe < Na l A < Fe < Mg < Fe < Na Alternativa E A hidratação de um íon é considerada um tipo de complexação (o íon formado é um aquocomplexo): x x n C nh O C(H O) Para os cátions da tabela, teremos: n Na nh O Na(H O) n Fe nh O Fe(H O) n Mg nh O Mg(H O) n Fe nh O Fe(H O) l n Al nh O A (H O) Acrescentando ácido nítrico (HNO ), vem: n (Na(H O) H NO ) 1H n raio Mg < Fe n (Fe(H O) H NO ) H (Mg(H O) H NO ) H (Fe(H O) H NO ) H raio A Fe (A l(h O) H NO ) H n l < n A distribuição de cargas tem a ver com o raio do cátion, ou seja, quanto menor o raio do cátion, maior será a distribuição de carga positiva ao seu redor. Consequentemente, a facilidade de formação de íons H será maior e o ph da solução será menor. 11

12 Cátion metálico r (pm) Na 95 Fe 76 Mg 65 Fe 64 A l 50 Conclusão (ordem crescente de ph): Al < Fe < Mg < Fe < Na. 10. (Ufg 01) Alguns princípios ativos de medicamentos são bases fracas e, para serem absorvidos pelo organismo humano, obedecem, como um dos parâmetros, a equação de Henderson-Hasselbach. Essa equação determina a razão molar entre forma protonada e não protonada do princípio ativo dependendo do ph do meio. A forma não protonada é aquela que tem maior capacidade de atravessar as membranas celulares durante o processo de absorção. A equação de Henderson-Hasselbach adaptada para bases fracas é representada a seguir. [ protonada] [ ] log10 pka ph não protonada = Nessa equação, pka é a constante de dissociação do princípio ativo. Considerando-se essa equação, um medicamento caracterizado como base fraca, com pka de 4,5, terá maior absorção a) no estômago, com ph de 1,5. b) na bexiga, com ph de,5. c) no túbulo coletor do néfron, com ph de,5. d) na pele, com ph de 4,5. e) no duodeno, com ph de 6,5. Alternativa E A equação de Henderson-Hasselbach é válida com melhor aproximação entre ph 4 e ph 10, devido às simplificações feitas. Nas alternativas o valor que melhor se encaixa é ph = 6,5 (duodeno). 11. (Ufpr 01) As antocianinas são substâncias responsáveis por uma variedade de cores atrativas presentes em diversas frutas, flores e folhas. Essas substâncias apresentam cores diferentes em solução de acordo com sua forma, protonada ou desprotonada, podendo assim ser empregadas como indicadores de ph. Um exemplo disso é o extrato de repolho-roxo, que apresenta o seguinte perfil de cores em função do ph: Faixa de ph Cor observada 1,0 a,0 Vermelha 4,0 a 6,0 Violeta 7,0 a 9,0 Azul 10 a 1 Verde Em valores intermediários (entre,0 e 4,0, 6,0 e 7,0 ou 9,0 e 10) existe uma mescla de cores. 1

13 Suponha que fossem misturados 10 ml de uma solução de HCl 0,10 mol.l 1 com 90 ml de solução de NaOH 0,010 mol.l 1 e à solução resultante fossem adicionadas algumas gotas do extrato de repolho-roxo. a) Qual é o valor do ph da solução resultante? b) Qual é a cor observada para a solução resultante? a) Cálculo do número de mols de HCl : 10 ml de uma solução de HCl 0,10 mol.l ml 0,10 mol 10 ml nhcl n = 0,001 mol HCl Cálculo do número de mols de NaOH: 90 ml de solução de NaOH 0,010 mol.l ml 0,010 mol 10 ml nhcl n = 0,0009 mol HCl Reação de neutralização: HCl NaOH H O NaCl 1 mol 0,001 mol excesso de 0,0001 mol 1 mol 0,0009 mol Tem-se um excesso de 0,0001 mol de HC l (H ) num volume de 100 ml (0,1 L) de solução (10 ml 90 ml), então: n 0,0001 [H ] = = = 0,001 = 10 V 0,1 [H ] = 10 ph = b) Teremos: Faixa de ph Cor observada 1,0 a,0 ph = : cor vermelha 1. (Ufpr 01) A forma dos fios do cabelo (liso ou ondulado) se deve à forma das estruturas proteicas da queratina. Promovendo reações químicas nas ligações dissulfeto (RSSR) presentes na proteína, é possível alterar sua estrutura e com isso mudar a forma do cabelo. O método baseia-se na redução dos grupos RSSR a RSH, por uma solução do ácido tioglicólico (também conhecido como ácido -mercaptoacético ou ácido -mercaptoetanoico) em uma solução de amônia (ph 9). Feito isso, os fios de cabelo ficam livres para serem moldados na forma desejada. Na sequência, uma solução de água oxigenada (solução de peróxido de hidrogênio, H O ) promove a oxidação dos grupos RSH novamente a RSSR, congelando a estrutura das proteínas na forma moldada. Acerca das informações fornecidas, pede-se: a) Desenhe as estruturas (em grafia de bastão) para o ácido tioglicólico. b) Sabendo que o pka do ácido tioglicólico é,7, calcule a razão de concentração entre as espécies desprotonada e protonada do ácido tioglicólico em ph 9, condição da solução de amônia descrita no texto. 1

14 a) O ácido tioglicólico pode ser representado por: HS O OH b) A equação de ionização do ácido é HSCHCOOH H HSCHCOO. Sabemos que a constante de ionização ácida é dada por: K a [H ][HSCH COO ] = [HSCH COOH] Aplicando log, vem: log Ka = log [HSCH COOH] [H ][HSCH COO ] [HSCHCOO ] log Ka = log [H ] [HSCHCOOH] [HSCHCOO ] log Ka = log[h ] log [HSCH COOH] [HSCHCOO ] pka = ph log [HSCH COOH] [HSCHCOO ],7 = 9 log [HSCH COOH] [HSCHCOO ] log = 5,7 [HSCH COOH] [HSCHCOO ] 5,7 = 10 = ,71 [HSCH COOH] 1. (Uftm 01) O ácido propanoico é um dos ácidos empregados na indústria de alimentos para evitar o amarelecimento de massas de pães e biscoitos. Este ácido tem constante de 5 ionização a 5 C, aproximadamente 1 10, e sua fórmula estrutural está representada na figura. O C H C OH a) Escreva a fórmula estrutural do produto de reação do ácido propanoico com o etanol. Identifique o grupo funcional presente no produto da reação. b) Qual é o ph de uma solução aquosa de ácido propanoico 0,1mol L, a 5 C? Apresente os cálculos efetuados. 14

15 a) Teremos: Professora Sonia - Química para o Vestibular b) Teremos: Ácido propanoico H (Pr opanotato) 0,1 mol/l 0 mol/l 0 mol/l (início) Gasta Forma Forma x x x (durante) (0,1 x) mol/l x mol/l x mol/l (equilíbrio) K a [H ].[Propanoato] = [Ácido propanoico] x.x x.x x Ka = Ka = Ka = 0,1 x 0,1 0,1 1, x = = 1 10 x 10 mol/l [H ] = 10 mol/l ph = log10 = 14. (Ufmg 01) Na estrutura do metabólito I, há dois grupos com características acidobásicas: o pk a do grupo COOH é de 4, ; e pk a do grupo guanidino protonado,[ NH C(NH ) ], é de 1,1. Sabe-se que grupos com pk a menor que 7 se apresentam desprotonados em ph = 7, e que os com pk a maior que 7 se apresentam protonados. Represente a estrutura do estado de protonação mais provável do metabólito I em ph fisiológico de 7,4. Observação: nessa representação, utilize apenas fórmulas estruturais de traços e/ou linhas. Pelas informações do enunciado, teremos: O pk a do grupo COOH é de 4, (o grupo é ácido e cede o próton (H )). O pk a do grupo guanidino protonado,[ NH C(NH ) ], é de 1,1 (o grupo é básico e recebe o próton (H )). Então: 15

16 15. (Ufjf 01) Os plásticos constituem um dos materiais mais utilizados no nosso cotidiano. Em aterros sanitários municipais, os filmes de policloreto de vinila (PVC) são os mais encontrados, devido a sua ampla utilização em produtos domésticos. O PVC é um material instável em relação ao calor e à luz e se degrada a temperaturas relativamente baixas, de acordo com a reação abaixo. [ CH CHC l] [ CH = CH ] HC ( ) l ( g) n Calor a) O cloreto de hidrogênio liberado na reação acima pode ser detectado segundo procedimento experimental ilustrado abaixo: inicia-se a queima e a decomposição do PVC, com liberação de HC l. O HCl liberado entra em contato com a solução contendo KOH e indicador. Sobre esse experimento, pergunta-se: qual é a coloração da solução contendo KOH fenolftaleína antes e após a coleta do HC l, considerando que a solução final apresenta excesso de HC l? Justifique suas respostas. n s b) A quantidade de HCl obtida após a decomposição do PVC é,65 mg em 1,0 L. Calcule o ph dessa solução? c) O HC l, estando como névoa ou vapor, é removido do ar por deposição de seus sais ou por chuva. Qual é a consequência ambiental para o meio aquático após seu contato com HC l? Justifique sua resposta. d) O ácido clorídrico ataca muitos metais na presença de água, formando um gás inflamável/explosivo. Dê um exemplo desse tipo de situação, indicando a reação química. Dado: Ordem decrescente de reatividade de alguns metais: K > Ca > Na > Mg > Al > Zn > Fe > Sn > Pb > H > Cu > Hg > Ag > Au. a) Solução de fenolftaleína: em meio básico fica rósea, em meio ácido, incolor. A coloração, antes do aquecimento do PVC, é rósea, pois o meio é básico. A solução final apresenta excesso de HCl por isso é incolor. b) Teremos: 16

17 m HCl V = 1 L =,65 mg ph 4 10 mol 4 Professora Sonia - Química para o Vestibular,65 10 g 4 nhcl = = 0,0001 mol = 10 mol 1 6,5 g.mol [H ] = 10 [H ] = = 10 mol/l 1 L ph = 4 c) A hidrólise dos sais derivados de HCl será ácida e o ph do meio irá diminuir, prejudicando o meio aquático. d) Exemplo do ataque do HCl ao zinco metálico: Zn HCl H ZnC l (reação de deslocamento). 16. (Fgv 01) A piridina é uma substância empregada na indústria da borracha, de tintas e de 1 corantes. Em solução aquosa 0,1 moll, a 5 C, a piridina hidrolisa, resultando numa solução 5 1 com [OH ] = 10 mol L. N A classificação da piridina, de acordo com o conceito ácido-base de Lewis, e o ph da solução 1 aquosa 0,1molL a 5 C são, respectivamente: a) ácido de Lewis e 9. b) ácido de Lewis e 5. c) base de Lewis e 9. d) base de Lewis e 8. e) base de Lewis e 5. Alternativa C 14 [H ] [OH ] = [OH ] = 10 mol L 9 1 [H ] = 10 mol L ph 1 [H ] = 10 mol L ph = 9 17

18 17. (Pucsp 01) Em um béquer são misturados 50 ml de solução aquosa de hidróxido de bário (Ba(OH) ) de concentração 0,1 mol/l, 150 ml de solução aquosa de ácido nítrico (HNO ) de concentração 0, mol/l e 100 ml de solução aquosa de ácido clorídrico (HC l) de concentração 0,1 8 mol/l. A solução resultante apresenta ph a) entre 1 e. b) entre e. c) igual a 7. d) entre 11 e 1. e) entre 1 e 1. Alternativa D Teremos: 50 ml (0,5 L) de solução de Ba(OH) [Ba(OH) ] = 0,1 mol/l Ba(OH) n = 0,1 0,5 = 0,05 mol n = 0,05 = 0,05 mol OH 150 ml (0,15 L) de solução de HNO [HNO ] = 0, mol/l n = 0, 0,15 = 0,0 mol n = 0,0 mol HNO H 100 ml (0,1 L) de solução de HCl [HCl] = 0,18 mol/l n = 0,1 0,18 = 0,018 mol n = 0,018 mol HCl total H (total) OH OH H V = 0,5 L 0,15 L 0,10 L = 0,5 L n = 0,018 0,0 = 0,048 mol n = 0,050 mol (está em excesso) n (excesso) = 0,050 0,048 = 0,00 mol n 0,00 mol [OH ] = = = 4 10 mol/l V 0,5 L poh = log(4 10 ) = log 4 ph = 14 poh ph = 14 ( log 4) = 11 log 4. Conclusão: O ph está entre 11 e (Ufpe 01) O ácido lático apresenta pka =,8. Qual o valor aproximado do ph de uma 1 solução de ácido lático 0,1 mol L em água? Assinale o inteiro mais próximo de sua resposta após multiplicá-la por 10 (dez). Para o ácido lático, teremos: 18

19 CH CH(OH)COOH H CH CH(OH)COO 0,1 mol/l a 0,1 mol/l 0 0 0,1α 0,1α 0,1α 0,1 0,1α 0,1α 0,1α [H ] = [CH CH(OH)COO ] = 0,1α K [H ][CH CH(OH)COO ] [H ] [H ] = = [CH CH(OH)COOH] [CH CH(OH)COOH] K a pka [H ] = [CH CH(OH)COOH] [H ] log Ka = log [CH CH(OH)COOH] pk a = log[h ] log[ch CH(OH)COOH] ph pk = ph log[ch CH(OH)COOH] a,8 = ph log 0,1,8 = ph 1,8 1 ph = =, 41 Multiplicando por dez:, = 4, (Uftm 01) A água dos oceanos tem ph próximo de 8, que se mantém por meio do equilíbrio entre os íons carbonato e bicarbonato, representado na equação. l CO (g) H O( ) CO (aq) HCO (aq) Os corais são formados de carbonato de cálcio, substância praticamente insolúvel em água. Algumas pesquisas recentes indicam que o aumento da concentração de CO na atmosfera pode provocar o aumento da concentração de CO nos oceanos, o que contribuiria para o desaparecimento dos corais dos oceanos, e perturbaria o equilíbrio ecológico da vida marinha. a) Estime a concentração de íons OH numa amostra de água dos oceanos, considerando K w = b) A partir do equilíbrio químico apresentado, explique como o aumento da concentração de CO atmosférico pode contribuir para o desaparecimento dos corais dos oceanos. a) Nos oceanos ph = 8, então W = 14 8 K [H ] [OH ] 10 = 10 [OH ] [OH ] = = 10 mol/l [H ] = 10 mol/l. 19

20 b) Teremos: CO (g) H O( l) CO (aq) HCO (aq) o equilíbrio desloca para a direita os íons CO são consumidos [CO ] [HCO ] O CO (g) reage com os íons carbonato ( CO (aq)) que são repostos pela degradação do carbonato de cálcio (CaCO ) presente nos corais. 0. (Ufpe 01) Ácidos são substâncias comuns em nosso cotidiano, como por exemplo, na indústria alimentícia. Logo, a quantificação da força dos ácidos em água é importante para a sua utilização correta e é dada pelo valor do pk a. Os valores aproximados dos pka's dos ácidos clórico (HCl O ), cloroso (HCl O ) e fluorídrico (HF) são 1, e, respectivamente. Desconsiderando a contribuição da autoprotólise (autoionização) da água, podemos afirmar que: ( ) o ácido HF é três vezes mais forte que o ácido HCl O. ( ) o ácido HCl O libera duas vezes menos íons hidrogênio que o ácido HClOem soluções com as mesmas concentrações. ( ) para duas soluções com as mesmas concentrações, a que contém o ácido HF apresenta ph maior que aquela com o ácido HCl O. ( ) o ácido HCl O é mais forte que o ácido HF, pois libera mais íons hidrogênio em água. ( ) a ordem crescente da acidez é HClO < HCl O < HF. F F V V F. Teremos: Os valores aproximados dos pka' s dos ácidos clórico (HCl O ), cloroso (HCl O ) e fluorídrico (HF) são 1, e, então: Ácido pka = logka pka Ka = 10 HCl O HCl O 10 HF 10 Força ácida: HCl O > HCl O > HF ph < ph < ph. HClO HCl O HF Partindo-se da mesma concentração molar (x), teremos: 1 l = HClO H C O Ka 10 x 0 0 αx αx αx x αx αx αx 1 l [H ][C O ] αx αx α x Ka = = = α x [HClO ] (x αx) (1 α) 10 = α x α = 10 x 1 0

21 l = HClO H C O Ka 10 x 0 0 βx βx βx x βx βx βx l [H ][C O ] βx βx β x Ka = = = β x [HClO ] (x βx) (1 β) 10 = β x β = l 10 x HF H F Ka = 10 x 0 0 δx δx δx x δx δx δx [H ][C O ] δx δx δ x Ka = = = δ x [HClO ] (x βx) (1 β) 10 = δ x δ = 10 x Conclusão: δ < β < α. Para HCl O e HF: Professora Sonia - Química para o Vestibular HClO 10 : α = x α x = = 10 α = 10 δ 10 δ 10 HF : δ = x x 1