QUI 326 Primeira lista de exercícios 1/2013

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1 Exercícios de revisão QUI 326 Primeira lista de exercícios 1/2013 1) Balanceie as equações abaixo: a) Cu + HNO 3 Cu (NO 3 ) 2 + NO +H 2 O b) CrO 3 + SnCl 2 + HCl CrCl 3 + SnCl 4 + H 2 O c) PbO 2 + HCl PbCl 2 + Cl 2 + H 2 O d) FeSO 4 + KMnO 4 + H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O e) FeSO 4 + K 2 Cr 2 O 7 + H 2 SO 4 Fe 2 (SO 4 ) 3 + Cr 2 (SO 4 ) 3 + K 2 SO 4 + H 2 O f) Cl 2 + NaOH NaClO + NaCl + H 2 O g) Au + HNO 3 + HCl AuCl 3 + NO + H 2 O h) HNO 3 + HCl Cl 2 + NO + H 2 O i) Fe 2+ + MnO H + Fe 3+ + Mn 2+ + H 2 O j) I - + Cr 2 O H + Cr 3+ + I 2 + H 2 O k) H 2 C 2 O 4 + H + + MnO 4 - Mn 2+ + H 2 O + CO 2 l) Al + NaOH + H 2 O Al(OH) Na + + H 2 m) Fe 2+ + NO H + Fe 3+ + NO + H 2 O n) I - + MnO H 2 O MnO 2 + OH - + IO 3-2) Calcule a concentração em mg/l de: a) HF 0,0457 mol L -1 b) CaCl 2 0,0374 mol L -1 c) FeSO 4 0,103 mol L -1 3) Dê a concentração das soluções preparadas da seguinte forma: a) Levando 10,0 ml de NaCl 0,0323 mol L -1 para 50,0 ml b) Levando 20,0 ml de HCl 0,104 mol L -1 para 50,0 ml c) Levando 25,0 ml de NaOH 40 mg/ml para 500,0 ml d) Levando 10,0 ml de KH 2 PO 4 0,10 mol L-1 para 250,0 ml e) Levando 25,0 ml de FeSO mg/ml para 200,0 ml 4) Que massa de acetato de chumbo deve ser pesada para se preparar 200 ml de uma solução 50,00 mg/ml? 5) Em que volume deve-se dissolver 30,80 g de MgSO 4.7H 2 O para se preparar uma solução 0,250 mol L -1? 6) Que massa de Fe 2 (SO 4 ) 3 deve ser pesada para se preparar 200,0 ml de uma solução 0,0100 mol L -1? Qual concentração molar do íon Fe 3+ nesta solução? 7) Na solução do problema anterior, qual a concentração do íon Fe 3+ em mg/ml? 8) Prepara-se uma solução de nitrato de cobre (II) dissolvendo-se 754 mg deste sal em 200,0 ml de solução. Qual a sua concentração molar? Qual a concentração molar do íon Cu 2+? 9) Na solução do problema anterior, qual a concentração do íon Cu 2+ em mg/ml? 10) Considere uma solução de Ni 2+ cuja concentração é de 50,00 mg/ml. Para se preparar uma solução de Ni 2+ 5 mg/ml, quantas vezes deve-se diluir a primeira solução. Que volume da primeira solução deve ser pipetado para se preparar 100,0 ml da segunda? 11) Considere uma solução de Ca mg/ml. Que volume desta solução deve ser tomado para se preparar 250,0 ml de outra solução cuja concentração é 100 mg/ml?

2 12) A solução do problema anterior (100 mg/ml) é utilizada para preparar outras quatro soluções com as seguintes concentrações: 5,00; 10,00; 20,00; 50,00 mg/ml. Que volumes devem ser tomados se se deseja preparar 50,00 ml de cada uma? 13) Que volume de solução de ácido clorídrico concentrado (36% p/p; ρ = 1,15 g/cm 3 ) deve ser tomado para se preparar 500,0 ml de solução 0,200 mol L -1? 14) Qual a concentração (em mo/l) da solução concentrada do ácido do problema anterior? 15) Ácido sulfúrico concentrado é vendido comercialmente com a concentração de 98% p/p e densidade de 1,838 g/cm 3. Calcule a sua concentração (em mo/l). Quantas vezes deve-se diluir esta solução para preparar outra de concentração 0,50 mol L -1? 16) Qual a concentração (em mo/l) de uma solução de cloreto de sódio 5% p/v? 17) Prepara-se uma solução de brometo de potássio dissolvendo 9,79 g e completando o volume para 500,0 ml. Calcule a concentração em % p/v e a concentração (em mol L -1 ) da solução. 1) a) 3/8/3/2/4; b) 2/3/12/2/3/6; c) 1/4/1/1/2; d) 10/2/8/5/1/2/8; e) 6/1/7/3/1/1/7; f) 1/2/1/1/1; g) 1/1/3/1/1/2, h) 2/6/3/2/4; i) 5/1/8/5/1/4; j) 6/1/14/2/3/7; k) 5/6/2/2/8/10; l) 2/2/6/2/2/3; m) 3/1/4/3/1/2; n) 1/2/1/2/2/1 2) a) 914 mg/l; b) g/l; c) ,4 mg/l 3) a) 6,46 x 10-3 mol/l; b) 0,0416 mol/l; c) 2 mg/ml; d) 4 x 10-3 mol/l; e) 62,5 mg/ml 4) 10g 5) 0,5 litro 6) 0,7998 g; 0,020 mol/l 7) 1,1 mg/ml 8) [Cu(NO 3 ) 3 = 0,0201 mol/l e [Cu 2+ ] = 0,0201 mol/l 9) 1,28 mg/ml 10) 10 x e 10 ml 11) 25 ml 12) 2,5 ml; 5 ml; 10 ml; 25 ml 13) 8,81 ml 14) 11,35 mol/l 15) 18,4 mol/l e 36,8 vezes 16) 0,8556 mol/l 17) 0,1645 mol/l e 1,958% p/v Exercícios de estatística 1) Quantos algarismos significativos possuem cada um dos seguintes números: a) 200,06 b) 6,03 X 10-4 c) 0,035 d) 0,2100 e) 1,9340 f) 0,6587 2) Calcule a massa molar do nitrato de lítio, considerando o número correto de algarismos significativos. 3) Calcule, com o número correto de algarismos significativos, a concentração em mol L -1 de uma solução padrão de iodato de potássio, preparada dissolvendo-se 0,2222 g de KIO 3 em água, transferindo a solução para um balão volumétrico de 50,0 ml e completando o volume. 4) Calcule a média e o desvio padrão dos seguintes resultados de teor de cromo em uma amostra de itabirito: 823; 783, 834 e 855 mg/kg.

3 5) Considere os seguintes resultados de análise: 116; 98; 114; 107; 108 g/l. Calcule a média, o desvio padrão e a incerteza padrão com 95% de confiança. 6) Qual é o significado do intervalo de confiança? 7) O teor de Ca de uma amostra foi determinado 5 vezes por dois métodos diferentes. Diga se os resultados produzidos são diferentes com 5% de significância. Método A: 0,0271; 0,0282; 0,0279; 0,0271e 0,0275 % Método B: 0,0271; 0,0268; 0,0263; 0,0274 e 0,0229 % 8) O teor de urina de um indivíduo foi determinado em dois dias diferentes, tendo sido obtidos os resultados abaixo. Diga se os resultados diferem entre si com 95% de probabilidade. Dia 1: x 1 = 238 mg/l; s = 8 mg/l; n = 4 Dia 2: x 2 = 255 mg/l; s = 10 mg/l; n = 5 9) Na tentativa de decidir se um instrumento já bastante usado deveria ser retirado de operação, o diretor de um laboratório pediu a um dos técnicos que determinasse o teor de cortisona de uma amostra usando o mesmo procedimento, mas fazendo a medida final nos dois instrumentos. Obtiveram-se, então, os dados abaixo. Diga se há diferença significativa (com 95% de probabilidade) entre as precisões dos dois equipamentos. Equipamento Antigo: 12,7; 12,3; 12,4; 12,0; 11,9 % Equipamento Novo: 12,3; 12,3; 12,5; 12,0; 12,6 % 1) 5; 3; 2; 4; 5; 4 2) 68,944g 3) 0,0208 mol/l 4) X = 824 mg/kg e s = 30 mg/kg 5) X = 109 g/l; s 7,07 g/l e µ = 109 ± 8,79 g/l 6) É a faixa de valores entre os quais se espera que a média da população µ esteja contida com uma certa probabilidade. 7) Os resultados são estatisticamente diferentes semelhantes, com 5% de significância. 8) Os resultados são não se diferem estatisticamente, com 95% de probabilidade. 9) Não há diferença estatisticamente significativa entre os 2 equipamentos, com 95% de probabilidade. Equilíbrio ácido-base 1) O que é um anfótero? Dê 3 exemplos. 2) Que caráter (ácido, básico ou neutro) você espera que as soluções das substâncias abaixo tenham? Por quê? NaCl, NaOAc, KNO 3, NH 4 Cl, KHCO 3. 3) Calcule o ph de cada uma das seguintes soluções: a) Ácido perclórico 0,100 mol L -1 b) Hidróxido de sódio 0,100 mol L -1 4) Calcule o ph de uma solução 0,010 mol L -1 de ácido acético nas seguintes condições (K a = 1,75 x 10-5 ): a) Solução aquosa b) Solução aquosa, contendo também ácido clorídrico 0,100 mol L -1. 5) Calcule o ph de uma solução 0,010 mol L -1 de ácido dicloroacético nas mesmas condições do exercício anterior (K a = 0,0549).

4 6) O ph de uma solução de ácido acético é 3,29. Calcule a concentração desta solução e o percentual de dissociação do ácido. 7) Um ácido orgânico monoprótico tem constante de dissociação, K a igual a 6,7x10-4 e encontra-se 3,5% ionizado quando 100 g dele foram dissolvidos em 1,0 L de solução aquosa. Calcule a massa molecular desse ácido. 8) Qual é a concentração de uma solução de ácido acético na qual ele se encontra 3% dissociado? 9) O ph de uma solução 0,20 mol L -1 de uma amina primária, RNH 2, é 8,42. Calcule a constante de dissociação dessa amina. 10) Calcule o ph e a percentagem de dissociação de: a) Ácido acético 0,01 mol L -1 b) Ácido fórmico 0,1 mol L -1 (K a = 1,76 x 10-4 ) c) Amônia 0,01 mol L -1 (K b = 1,75 x 10-5 ) d) Cloreto de amônio 0,01 e 0,001 mol L -1 e) Acetato de sódio 0,01 e 0,001 mol L -1 f) Carbonato de sódio 0,100 mol L -1 (K b1 = 2,1 x 10-4 ) g) Ácido sulfúrico 0,01 mol L -1 11) Calcule o ph das soluções preparadas conforme descrito a seguir: a) Diluindo-se 1 ml de ácido clorídrico concentrado (36% p/p, d = 1,2 g/ml) para um volume de 250 ml b) Dissolvendo-se 2,5 g de hidróxido de sódio em água e diluindo-se para um volume final de 250 ml c) Diluindo-se 20,0 ml de hidróxido de sódio 2 mol L -1 para 100 ml d) Dissolvendo-se 0,080 g de hidróxido de sódio em 100 ml de água e adicionando-se a esta solução 20 ml de ácido clorídrico 0,050 mol L -1 e) Misturando-se 2,0 ml de uma solução de ácido forte, ph 3,00, com 3,0 ml de base forte, ph 10,00 12) Calcule o ph de uma solução que contém ácido fórmico 0,050 mol L -1 e formiato de sódio 0,100 mol L -1 (K a = 1,76 x 10-4 ). 13) Calcule o ph de uma solução preparada misturando-se volumes iguais de ácido acético 0,050 mol L -1 e hidróxido de sódio 0,025 mol L ) Calcule o ph de uma solução preparada misturando-se 5,0 ml de amônia 0,100 mol L -1 com 10,0 ml de ácido clorídrico 0,200 mol L ) Um tampão ácido acético-acetato tem ph 5,00 e concentração de acetato de sódio igual a 0,100 mol L -1. Calcule seu ph após a adição de 10 ml de hidróxido de sódio 0,100 mol.l -1 a 100,0 ml desse tampão. K b = 1,75 x ) Qual é o ph de um tampão que contém hidrogenoftalato de potássio 0,25 mol L -1 e ftalato de potássio 0,15 mol L -1? K a = 3,9 x ) A concentração de fosfato total numa amostra de sangue foi determinada como 0,003 mol/l. Se o ph dessa amostra de sangue é igual a 7,45, quais são as concentrações dos íons dihidrogenofosfato e hidrogenofosfato, respectivamente, nessa amostra? K a2 = 7,5 x ) Calcule o ph da solução resultante ao serem misturados 25,0 ml de hidróxido de sódio 0,100 mol/l com 50,0 ml de cada uma das seguintes soluções:

5 a) Água pura b) Hidróxido de sódio 0,100 mol/l c) Ácido clorídrico 0,150 mol/l d) Ácido clorídrico 0,050 mol/l e) Ácido sulfúrico 0,010 mol/l f) Ácido acético 0,200 mol/l 19) Que massa de hidrogenocarbonato de sódio deve ser misturada a 10,0 ml de uma solução 5 mol/l de carbonato de sódio para se preparar 1,0 litro de uma solução cujo ph é 10,0? 20) Qual o ph final das soluções preparadas misturando (tente escrever as equações na sua forma iônica): a) 15 ml de NH 3 0,200 mol/l com 10 ml de HCl 0,100 mol/l e diluindo para 250 ml b) 30 ml de Na 2 CO 3 0,150 mol/l com 30 ml de HNO 3 0,100 mol/l e diluindo para 200 ml c) 40 ml de NH 4 Cl 0,100 mol/l com 20 ml de NaOH 0,150 mol/l e diluindo para 250 ml d) 10 ml de HOAc 0,200 mol/l com 20 ml de NaOH 0,100 mol/l e diluindo para 100 ml 21) Qual o ph de uma solução de Na 2 C 2 O 4 0,028 mmol/l? K a = 5,42 x ) Que massa de NH 4 Cl deve ser adicionada a 100 ml de solução de NH 3 0,300 mol/l para se obter uma solução cujo ph é 9,0? 23) Que massa de NH 4 Cl está presente em 500 ml de solução deste sal cujo ph é 5,0? 1) É a substância que pode se comportar como um ácido ou como uma base, dependendo do outro reagente presente. Ex.: H 2 O, HSO 4 -, CH 3 COOH. 2) Neutra, básica, neutra, ácida, básica. 3) a) ph = 1,00, b) ph = 13,00 4) a) ph = 3,39, b) ph = 1,00 5) a) ph = 2,06, b) ph = 0,96 6) [HAc] = 1,50 x 10-2 mol L - 1 e α = 3,41% 7) MM = 189,46 g/mol 8) [HAc] = 1,94 x 10-2 mol L - 1 9) K b = 3,46 x ) a) ph = 3,38 e α = 4,18%, b) ph = 2,38 e α = 4,19%, c) ph = 10,62 e α = 4,18%, d) ph = 5,62 e α = 0,02% e ph = 6,12 e α = 0,07%, e) ph = 8,38 e α = 0,02% e ph = 7,88 e α = 0,07%, f) ph = 11,66 e α = 4,58%, g) ph = 2,00 11) a) ph = 1,32, b) ph = 13,40, c) ph = 13,60, d) ph = 11,92, e) ph = 3,47 12) ph = 4,05 13) ph = 4,76 14) ph = 1,00 15) ph = 5,12 16) ph = 5,19 17) [H 2 PO 4 - ] = 9,638 x 10-4 mol L - 1 e [HPO 4 2- ] = 2,036 x 10-3 mol L ) a) ph =12,52, b) ph = 13,00, c) ph = 1,18, d) ph = 7,00, e) ph = 12,30, f) ph = 4,28 19) m = 8,7146 g 20) a) ph = 9,54, b) ph = 10,02, c) ph = 9,72, d) ph = 8,53 21) ph = 8,36 22) m = 2,808 g 23) m = 4,6800 g