LISTA DE EXERCÍCOS EQUILÍBRIO IÔNICO 3º ANO 1º BIMESTRE QUÍMICA 1 PROF. MARCOS

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1 . (Uftm 202) 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. CO 2(g) H2O( ) CO 3 (aq) 2 HCO 3(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 2 na atmosfera pode provocar o aumento da concentração de CO 2 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 Kw = 0 4. b) A partir do equilíbrio químico apresentado, explique como o aumento da concentração de CO 2 atmosférico pode contribuir para o desaparecimento dos corais dos oceanos. 2. (Ufg 20) Estalactites e estalagmites se desenvolvem em cavernas constituídas por carbonato de cálcio (CaCO 3), que é pouco solúvel em água. Essas formações ocorrem quando a água da chuva, ao percorrer as rochas, dissolve parte delas formando bicarbonato de cálcio. Uma fração desse bicarbonato de cálcio converte-se novamente em carbonato de cálcio, originando as estalactites e estalagmites. Considerando a situação exemplificada acima: Dado ps 9 K 4,9 0 a 25 C. a) Qual a solubilidade, em água, do CaCO 3 em g/l? b) Qual o efeito sobre a solubilidade do CaCO 3 quando se adiciona Na2CO 3? Por quê? 3. (Ufc 2008) Considere o equilíbrio químico que se estabelece a partir de uma solução de acetato de sódio 0, mol.l - em meio aquoso, sabendo que o seu grau de hidrólise é 0, %. a) Preencha corretamente a tabela a seguir com as concentrações em mol.l - de CH3COO -, CH3COOH e OH -. Considere constante a concentração de H2O. b) Qual é o valor da constante de hidrólise para a solução de acetato de sódio 0, mol.l - na condição de equilíbrio? 4. (Ufg 2007) De acordo com um estudo de indicadores ácido-base ("Quim. Nova", 2006, 29, 600), o equilíbrio ácido-base do corante azul de bromofenol pode ser representado por (figura ) e o perfil da concentração desse corante em função do ph é representado no gráfico (figura 2). Página de 8

2 Com base nas informações apresentadas, a) identifique as espécies químicas presentes na solução em I, II e III; b) calcule o valor da constante de equilíbrio em II, sabendo que nesse ph, [H + ] = 3,2 0-4 mol/l. 5. (Uff 2005) Dissolveu-se 0,6 g do ácido orgânico (HA) de massa molar 22,0 g em quantidade suficiente de água para completar 0,5 L de solução. Sabendo-se que sua constante de ionização vale , determine: a) a molaridade da solução b) o ph da solução c) as concentrações de todas as espécies em solução d) o grau de ionização do ácido na solução preparada Dados: log 2 = 0,300 log 3 = 0, (Ufg 204) O extrato de amora pode funcionar como um indicador natural de ph, apresentando diferentes colorações de acordo com o caráter ácido ou alcalino das soluções, conforme demonstrado na tabela a seguir. ph Cor 2 Rosa 3 6 Lilás 7 0 Roxo 2 Roxo-azulado 3 Azul 4 Amarelo Página 2 de 8

3 A partir das informações apresentadas, a) calcule o ph e indique a cor de uma solução de Ca(OH) 2 preparada na concentração de 0,050 mol L na presença do indicador natural; b) calcule o ph e indique a cor resultante após a mistura de 0 ml de com 30 ml de H2SO4 Ca(OH) 2 0,00 mol L na presença do indicador natural. 0,00 mol L 7. (Ufg 204) Em um laboratório, um analista misturou L de uma solução de ácido clorídrico 0, mol/l com L de uma solução de hidróxido de sódio 0,2 mol/l. A partir das informações fornecidas, a) escreva a equação química balanceada. b) calcule a concentração molar e o valor do ph da solução resultante. Use log 5 = 0, (Ufpr 203) 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,0 a 3,0 Vermelha 4,0 a 6,0 Violeta 7,0 a 9,0 Azul 0 a 2 Verde Em valores intermediários (entre 3,0 e 4,0, 6,0 e 7,0 ou 9,0 e 0) existe uma mescla de cores. Suponha que fossem misturados 0 ml de uma solução de HC 0,0 mol.l com 90 ml de solução de NaOH 0,00 mol.l 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? 9. (Ufrn 20) Uma das formas de se analisar e tratar uma amostra de água contaminada com metais tóxicos como Cd(II) e Hg(II) é acrescentar à amostra sulfeto de sódio em solução aquosa (Na2S(aq)), uma vez que os sulfetos desses metais podem se precipitar e serem facilmente removidos por filtração. Considerando os dados a seguir: Sal Constantes do produto de Solubilidade Kps (mol/l) 2 25 C CdS 28,0 0 HgS 54,6 0 (s) (aq) (aq) ps CdS Cd S k [Cd ] [S ] a) Explique, baseado nos valores de Kps, qual sal se precipitará primeiro ao se adicionar o sulfeto de sódio à amostra de água contaminada? b) Suponha que a concentração de Cd 2+ 8 na amostra é de 4,4 0 mol / L. Calcule o valor da concentração de S 2- a partir da qual se inicia a precipitação de CdS(s). Página 3 de 8

4 0. (Ufrrj 2008) A busca para se obter um maior tempo de vida exige diversos cuidados. Entre eles está o de realizar visitas periódicas a médicos, com o objetivo de diagnosticar doenças precocemente. Entretanto, em 2003, diversas pessoas morreram intoxicadas, quando uma indústria fabricante de produtos farmacêuticos vendeu sulfato de bário (BaSO4) contaminado com carbonato de bário (BaCO3), para uso como contraste radiográfico. a) Uma das formas de sintetizar o sulfato de bário é através da reação entre carbonato de bário e sulfato de cálcio (CaSO4) em meio aquoso. Escreva essa equação balanceada. b) Sabendo que a solubilidade molar do carbonato de bário, em determinada temperatura, vale 5,0 0-5 mol/l, determine a constante do produto de solubilidade (kps) desse composto nessa temperatura.. (Unesp 992) Mediu-se o ph de soluções aquosas de NaCl, C6H5COONa(benzoato de sódio) e NH4Cl. Os resultados obtidos indicaram que a solução NaCl é neutra, a de C6H5COONa é básica e a de NH4Cl é ácida. a) Explique por que as soluções apresentam essas características. b) Escreva a equação química correspondente à dissolução de cada substância em água, nos casos onde ocorre hidrólise. Escreva a expressão da constante de equilíbrio em cada um desses casos. 2. (Unicamp 993) O ferro é um dos elementos mais abundantes na crosta terrestre. O íon ferro-iii em solução aquosa é hidrolisado de acordo com a equação: Fe 3+ (aq) + 3H2O(l) Fe(OH)3 (s) + 3 H + (aq) a) Com base nesta equação, explique por que na água do mar (ph=8) não há íons Fe 3+ (aq) presentes. b) O que se pode dizer sobre as águas de determinados rios que são ricas em íons Fe 3+ (aq)? Gabarito: Resposta da questão : 8 a) Nos oceanos ph = 8, então [H ] 0 mol/l. K W [H ] [OH ] [OH ] [OH ] 0 mol/ L 8 0 b) Teremos: CO 2(g) H2O( ) CO 3 (aq) 2 HCO 3(aq) o equilíbrio desloca para a direita [CO 2] [HCO 2 3] os íons CO3 são consumidos O CO 2(g) reage com os íons carbonato ( CO 3 (aq) ) que são repostos pela degradação do carbonato de cálcio (CaCO 3) presente nos corais. Resposta da questão 2: 2 2 a) CaCO3 Ca CO3 Página 4 de 8

5 2 Kps x x x x 4, mol L mol de CaCO mol 3 x 7 0 mol L 00g x b) Com a adição de Na2CO 3, uma maior quantidade de íons carbonato estará sendo adicionado ao meio, provocando o efeito do íon comum. Isso faz com que a diminua a solubilidade do CaCO 3, pois haverá um excesso desse íon no meio reacional. Resposta da questão 3: a) b) Kh =.0-7 mo Resposta da questão 4: a) Em I, tem-se IND. Em II, tem-se IND e IND -. Em III, tem-se IND -. b) K = [IND - ][H + ]/[IND] Como em II, [IND] = [IND - ] K = [H + ] = 3,2 x 0-4 mol L -. Resposta da questão 5: a) 0,0 M. b) ph = 3,70. c) [OH] = 5,0 0 M. d) 2,0 %. Resposta da questão 6: a) Solução de Ca(OH) 2 : Página 5 de 8

6 2 Ca(OH) Ca 2OH 0,050 mol / L 0,050 mol / L [OH ] 0,0 mol / L poh log0 ph poh 4 ph 3 (azul) 0,0 mol/l b) 0 ml de Ca(OH) 2 0,00 mol L n Ca(OH) [Ca(OH) 2] V 2 Ca(OH) 2 H2SO4 2 4 H2SO4 3 n 0,00 0,0 0 mol n [H SO ] V 3 n 0,00 0, mol H SO Ca(OH) 2H O CaSO mol mol excesso 3 de 0 mol total mol 3 0 mol V 0 ml 30 ml 40 ml 0,04 L com 30 ml de 2 0 mol 2 [H2SO 4 ] excesso 5 0 mol / L 0,04 L H SO 2H SO 5 0 mol / L mol / L 0 mol/l [H ] 0 mol / L ph (rosa) H2SO4 0,00 mol L : Resposta da questão 7: a) Equação química balanceada: HC (aq) NaOH(aq) H2O( ) NaC (aq). b) O analista misturou L de uma solução de ácido clorídrico 0, mol/l com L de uma solução de hidróxido de sódio 0,2 mol/l, então: nhc [HC ] V nhc 0, nhc 0, mol nnaoh [NaOH] V nnaoh 0,2 nnaoh 0,2 mol Página 6 de 8

7 Vtotal L L 2 L HC (aq) NaOH(aq) H2O( ) NaC (aq) mol mol 0, mol 0,2 mol excesso de 0, mol 0, mol 2 [OH ] excesso 0,05 mol / L 5 0 mol / L 2L 2 poh log[oh ] excesso log(5 0 ) poh 2 log5 2 0,70,30 ph poh 4 ph 4,3 2,70 Resposta da questão 8: a) Cálculo do número de mols de HC : 0 ml de uma solução de HC 0,0 mol.l. 000 ml 0,0 mol 0 ml nhc n 0,00 mol HC Cálculo do número de mols de NaOH: 90 ml de solução de NaOH 0,00 mol.l. 000 ml 0,00 mol 0 ml nhc n 0,0009 mol HC Reação de neutralização: HC NaOH H2O NaC mol mol 0,00 mol 0,0009 mol excesso de 0,000 mol Tem-se um excesso de 0,000 mol de HC (H ) (0 ml + 90 ml), então: n 0,000 3 [H ] 0,00 0 V 0, 3 [H ] 0 ph 3 num volume de 00 ml (0, L) de solução b) Teremos: Faixa de ph Cor observada,0 a 3,0 ph = 3: cor vermelha Resposta da questão 9: a), <, Conclui-se que o HgS precipitará primeiro, pois seu Kps é menor do que o do CdS. b) Teremos: Página 7 de 8

8 k (CdS),0 0 ps 8 28 [Cd ] 4,4 0 mol/ L. (s) (aq) (aq) CdS Cd S k [Cd ] [S ] ps 28 8,0 0 4,4 0 [S ] 20 2 [S ] 0, ,27 0 mol/ L Resposta da questão 0: a) BaCO3(aq) + CaSO4(aq) BaSO4(s) + CaCO3(s). b) kps = (5,0 0 5 ) 2 = 2, Resposta da questão : a) Os íons do NaCl não sofrem hidrólise (ph=7) porque este composto é derivado de um ácido forte (ac. clorídrico) e de uma base forte (hidróxido de sódio). Solução neutra. C6H5COONa, sal derivado de ácido fraco e base forte. O ânion C6H5OO sofre hidrólise. O ph torna-se maior do que 7 (sol. básica). NH4Cl, sal derivado de ácido forte e base fraca: o cátion NH4 + sofre hidrólise tornando o ph menor do que 7 (sol. ácida). b) Equações das hidrólises: C6H5COO (aq) + H2O (l) C6H5COOH (aq) + OH(aq) Kh = [C6H5COOH] [OH] / [C6H5COO] NH4 + (aq) + H2O(l) NH4OH(aq) + H3O + (aq) em meio aquoso Kh = [H3O + ] [NH4OH] / [NH4 + ] Resposta da questão 2: a) Meio básico (ph = 8) desloca o equilíbrio p/ a direita, precipitando Fe(OH)3. b) Água. c) ph<7 (meio ácido) desloca o equilíbrio p/ a esquerda, aumentando a concentração de íons Fe 3+. Página 8 de 8