Aula de Revisão 8 3 os anos Décio ago/09. Nome: Nº: Turma: Soluções

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1 Química Aula de Revisão 8 3 os anos Décio ago/09 Nome: Nº: Turma: Soluções Objetivo O objetivo desta ficha é dar continuidade à revisão do 3º ano Química, dos assuntos mais significativos. As dúvidas devem ser encaminhadas por até o dia 06/08/2009. Não se esqueça de, no , colocar o seu nome e o título RevSoluções. Conceito de solução Solução é toda dispersão em que o diâmetro médio das partículas dispersas (soluto) é menor que 1 nm (1 nanômetro = 10 9 m). Propriedades das soluções As partículas do soluto são invisíveis até no microscópio eletrônico; As partículas do soluto não se depositam; As partículas do soluto não são retidas por nenhum filtro conhecido; As partículas do soluto não conseguem dispersar um feixe de luz incidente; Ao retirar alíquota de uma solução, a relação permanece constante e foi chamada de concentração. Solubilidade de sólidos em líquidos a) Conceito de solubilidade ou coeficiente de solubilidade É a maior massa de soluto que pode ser dissolvida em uma dada massa de solvente (100 g de H 2 O, 100 ml de H 2 O, g de H 2 O) a uma dada temperatura. S = 34 g de KCl / 100 g de H 2 O a 20 ºC b) Classificação das soluções com relação à solubilidade Solução insaturada: m dissolvida < S 30 g de KCl dissolvidos em 100 g de H 2 O a 20 ºC. Solução saturada: m dissolvida = S 34 g de KCl dissolvidos em 100 g de H 2 O a 20 ºC.

2 Solução saturada com corpo de fundo 38 g de KCl em 100 g de H 2 O a 20 o C. 34 g de KCl dissolvidos em 100 g de água e 4 g de corpo de fundo a 20 o C. Solução supersaturada: m dissolvida > S 40 g de KCl dissolvidos em 100 g de H 2 O a 20 ºC (sistema instável). c) Solubilidade e temperatura - Dissolução endotérmica (ΔH > 0): solubilidade aumenta com o aumento da temperatura (curva ascendente) - Dissolução exotérmica (ΔH < 0): solubilidade diminui com o aumento da temperatura (curva descendente) Solubilidade de gases em líquidos: a solubilidade de um gás em um líquido diminui com o aumento da temperatura do líquido, pois facilita o escape do gás dissolvido. Unidades de concentração Porcentagem em quantidade de soluto na solução (%) Significado: 1. A massa do soluto (g) dissolvida em 100 g de solução. 2. Volume do soluto (ml) presente em 100 ml de solução. Alguns autores usam a relação Onde m 1 = massa do soluto m = massa da solução (massa soluto + massa do solvente) Partes por milhão em massa (ppm) Significado: indica parte de soluto dissolvida em de partes solução. Exemplo: 15 ppm (em massa) 15 g de soluto dissolvidos em g de solução. ou 15 kg de soluto dissolvidos em kg de solução. 2

3 Concentração em g/l (C) Significado: indica a massa de soluto em g dissolvida em 1 L de solução. Alguns autores usam a relação Concentração em mol/l (M) Significado: indica a quantidade de mol de soluto dissolvida em 1L de solução. Alguns autores usam a relação Onde m 1 = massa do soluto n 1 = número de mol de soluto M 1 = massa molar do soluto Diluição de uma solução Significado: adição de solvente. Conforme aumenta o volume diminui na mesma proporção a concentração. Alguns autores usam a relação: C 1 V 1 = C 2 V 2, onde: C 1 = concentração inicial da solução V 1 = volume inicial da solução C 2 = concentração final da solução V 2 = volume final da solução (V 1 + volume adicionado) Titulação: cálculos a partir da concentração em mol/l (M) Conceito Uma das aplicações práticas mais importantes do procedimento de misturar soluções que reagem quimicamente entre si é a possibilidade de calcularmos a concentração de uma solução A qualquer (solução-problema) por meio da reação de um volume conhecido dessa solução A com um volume determinado experimentalmente de solução B, de concentração conhecida. Esse procedimento experimental é denominado titulação. Assim, a titulação é uma operação feita em laboratório para determinar a concentração de uma solução. Indicadores ácido-base São soluções que mudam de cor devido à variação do ph do sistema. 3

4 Os indicadores mais usados em laboratórios são: Para sabermos com certeza o momento em que a reação entre as soluções A e B foi total, precisamos de um sinal físico, como a mudança de cor ou a formação de um precipitado. Esquema da titulação A titulação usa habitualmente uma bureta e um erlenmeyer. A titulação termina (fecha-se a torneira) quando ocorrer a mudança de cor da solução do erlenmeyer. Equação da titulação 1. Escrever a equação da titulação. 2. Para que a reação seja completa, as substâncias devem reagir na proporção indicada pelos coeficientes da equação balanceada. Exemplos a) Titulação entre H 2 SO 4 e NaOH 2 mol 1 mol 4

5 TESTES 1. (FUVEST) O exame deste gráfico nos leva a afirmar que a dissolução em água de carbonato de lítio e a de acetato de prata deve ocorrer: a) Com liberação de calor e com absorção de calor, respectivamente. b) Com absorção de calor e com liberação de calor, respectivamente. c) Em ambos os casos, com liberação de calor. d) Em ambos os casos, com absorção de calor. e) Em ambos os casos, sem efeito térmico. 2. (CESGRANRIO) A partir do gráfico abaixo, assinale a alternativa falsa: a) Na faixa de 0 a 100 C, a solubilidade do NaCl cresce muito pouco com a temperatura. b) 80 g de KNO 3 saturam 200 g de água a 30 o C. c) A solubilidade do Ce 2 (SO 4 ) 3 diminui com o aumento da temperatura. d) NaNO 3 é o menos solúvel a 20 o C. e) A 40 o C, o NH 4 Cl é mais solúvel que o NaCl e menos solúvel que o KNO 3. 5

6 3. (U. C. do Salvador BA) Uma lata de cerveja foi aberta em quatro situações diferentes: I. Em um avião não-pressurizado a metros de altitude, estando a bebida a 7 C. II. Em um jato pressurizado a 1 atm, estando a bebida a 7 C. III. Em Salvador-BA, estando a bebida a 7 C. IV. Em Salvador-BA, estando a bebida a 15 C. Escapa maior quantidade de gás do líquido (cerveja) nas situações: a) I e II. b) I e III. c) I e IV. d) II e III. e) II e IV. 4. (FUVEST) Para evitar a propagação de doenças como cólera, a água para beber é desinfetada pela adição de cloro (Cl 2 ) à razão mínima de 0,20 mg/kg de água. Para obter essa água clorada, quantas moléculas de água são necessárias, aproximadamente, para cada molécula de cloro? (Dado: massa molar do Cl 2 = 71 g/mol; do H 2 O = 18 g/mol.) a) 0,25 b) 0,4 c) 25 mil d) 4 milhões e) 20 milhões 5. (FUVEST) Diluindo-se 1,00 L de ácido sulfúrico comercial com água, que volume de solução de bateria pode ser obtido? a) 2,7 L b) 3,0 L c) 3,3 L d) 3,6 L e) 3,9 L 6

7 6. Misturando-se 100 ml de uma solução 0,10 mol/l de cloreto de cálcio com 100 ml de uma solução 0,20 mol/l de cloreto de estrôncio, as concentrações em mol/l dos íons cálcio, estrôncio e cloreto, na solução resultante, serão corretamente representadas por: a) 0,050 0,10 0,60 b) 0,050 0,10 0,30 c) 0,10 0,20 0,30 d) 0,10 0,20 0,60 e) 0,15 0,15 0,60 7. (UFRGS) A adição de 90 ml de água destilada a 10 ml de uma solução contendo KCl e MgCl 2 em concentrações iguais a 1,0 mol/l e 0,50 mol/l, respectivamente, resulta em uma mistura na qual: a) A concentração de íon cloreto é de 1,5 mol/l. b) A concentração de cátion magnésio e a de ânion cloreto são, respectivamente, de 0,050 mol/l e de 0,20 mol/l. c) A concentração de cátion potássio e a de ânion cloreto são iguais a 0,10 mol/l. d) A concentração de cátion potássio e a de cátion magnésio são, respectivamente, de 0,90 mol/l e de 0,45 mol/l. e) A concentração de cátion magnésio, a de ânion cloreto e a de cátion potássio são iguais. 8. (FUVEST) Misturando-se soluções aquosas de nitrato de prata (AgNO 3 ) e de cromato de potássio (K 2 CrO 4 ), forma-se um precipitado de cromato de prata (Ag 2 CrO 4 ), de cor vermelhotijolo, em uma reação completa. A solução sobrenadante pode se apresentar incolor ou amarela, dependendo de o excesso ser do primeiro ou do segundo reagente. Na mistura de 20 ml de solução 0,1 mol/l de AgNO 3 com 10 ml de solução 0,2 mol/l de K 2 CrO 4, a quantidade em mol do sólido que se forma e a cor da solução sobrenadante, ao final da reação, são, respectivamente: a) 1 x 10 3 e amarela. b) 1 x 10 3 e incolor. c) 1 e amarela. d) 2 x 10 3 e amarela. e) 2 x 10 3 e incolor. 7

8 9. (UNESP) O etanotiol (CH 3 CH 2 SH) é uma substância tóxica e tem um odor tão forte que uma pessoa pode detectar 0,016 mol disperso em 5,0 x gramas de ar. Sabendo-se que a densidade do ar é 1,25 g/l e supondo distribuição uniforme do etanotiol no ar, a quantidade limite, em mol/l, que uma pessoa pode detectar é: a) 1,6 x 10 2 b) 2,0 x c) 2,5 x d) 4,0 x e) 1,0 x (FGV-SP) O nível medicinalmente aceito de chumbo (massa atômica = 207) no sangue é de 200 μg. L 1. Isso é igual a aproximadamente: a) 200 ppm (ppm = parte por milhão) b) 200 ppb (ppb = parte por bilhão) c) 200 mol L 1 d) 2 x 10 6 mol L 1 e) 2 μ mol L (PUCCamp) Em uma titulação de solução de um ácido orgânico monocarboxílico, para atingir o ponto de equivalência, utilizaram-se 25,0 ml de solução aquosa de soda cáustica (NaOH) de concentração 0,20 mol/l, e 25,0 ml de solução aquosa do ácido orgânico. No ponto de equivalência, a concentração, em mol/l, do monocarboxilato de sódio na solução final é a) 2,0 x 10 3 b) 2,0 x 10 2 c) 2,0 x 10 1 d) 1,0 x 10 2 e) 1,0 x

9 12. (UFMG) O rótulo de uma garrafa de vinagre indica que a concentração de ácido acético (CH 3 COOH) é 42 g/l. A fim de verificar se a concentração da solução ácida corresponde à indicada no rótulo, 10,00 ml da mesma solução foram titulados com hidróxido de sódio 0,100 mol/l, gastando-se 25,00 ml da base para a neutralização. Quatro grupos de estudantes realizaram os cálculos de ambas as concentrações, a indicada no rótulo e a obtida através da titulação. Os resultados encontrados pelos quatro grupos estão apresentados no quadro. a) II. b) IV. c) I. d) III. Ambas as concentrações foram calculadas corretamente pelo grupo em (massa molar CH 3 COOH = 60 g/mol): 13. (UFU) Soluções aquosas de HCl e de CH 3 COOH, ambos em concentração 0,1 mol/l, apresentam [H + ] livre iguais a 0,1 e 1,34 x 10 3 mol/l, respectivamente. Para a neutralização completa de 10 ml das soluções de HCl e de CH 3 COOH com solução de NaOH 0,05 mol/l, serão gastos, respectivamente, a) 20 ml e 0,268 ml. b) 20 ml e 20 ml. c) 10 ml e 1,07 ml. d) 5 ml e 0,268 ml. 14. (FEI-SP) A massa de NaOH que reage estequiometricamente com 100 ml de solução de HCl de ph = 1 supondo o ácido totalmente dissociado é: (Dados: massas molares: HCl = 36,5 g/mol; NaOH = 40 g/mol.) a) 0,200 g b) 0,365 g c) 0,400 g d) 0,730 g e) 0,800 g 9

10 15. (FUVEST-SP) Vinagre é uma solução aquosa contendo cerca de 6% em massa de ácido acético. Para se determinar a concentração efetiva desse ácido em dado vinagre, pode-se fazer uma titulação com solução-padrão de hidróxido de sódio. Suponha que para tal se use 10,0 mililitros do vinagre e se disponha de uma bureta de 50 mililitros. Para se fazer essa determinação com menor erro possível, a solução de NaOH de concentração (em mol/litro) mais apropriada é: (Dado: massa molar do CH 3 COOH = 60 g/mol densidade do vinagre = 1,0 g/ml.) a) 0,100 b) 0,150 c) 0,400 d) 4,00 e) 10,0 16. (PUCCamp) A hidrólise do DNA libera, entre outros compostos, ácido fosfórico (H 3 PO 4 ). A quantidade desse ácido pode ser determinada por sua reação com NaOH, em água. Para isso, gastaram-se 30 ml de solução aquosa 1,0 mol/l de NaOH. A quantidade de H 3 PO 4 assim determinada é igual a: a) 0,01 mol b) 0,02 mol c) 0,03 mol d) 0,04 mol e) 0,05 mol 17. (FUVEST) Quando o composto LiOH é dissolvido em água, forma-se uma solução aquosa que contém os íons Li + (aq) e OH (aq). Em um experimento, certo volume de solução aquosa LiOH, à temperatura ambiente, foi adicionado a um béquer de massa 30 g, resultando na massa total de 50,0 g. Evaporando a solução até a secura, a massa final (béquer + resíduo) resultou igual a 31,0 g. Nessa temperatura, a solubilidade de LiOH em água é cerca de 11 g por 100 g de solução. Assim sendo, pode-se afirmar que, na solução da experiência descrita, a porcentagem, em massa, de LiOH era de: a) 5,0%, sendo a solução insaturada. b) 5,0%, sendo a solução saturada. c) 11%, sendo a solução insaturada. d) 11%, sendo a solução saturada. e) 20%, sendo a solução supersaturada. 10

11 18. (PUC SP) Adicionou-se 100 ml de solução de Hg(NO 3 ) 2 de concentração 0,40 mol/l a 100 ml de solução de Na 2 S de concentração 0,20 mol/l. Sabendo-se que a reação ocorre com a formação de um sal totalmente solúvel (NaNO 3 ) e um sal praticamente insolúvel (HgS), as concentrações, em mol/l, dos íons Na + e Hg 2+ presentes na solução final são, respectivamente: a) 0,1 mol/l e 0,2 mol/l b) 0,2 mol/l e 0,1 mol/l c) 0,4 mol/l e 0,2 mol/l d) 0,4 mol/l e 0,1 mol/l e) 0,2 mol/l e 0,4 mol/l 19. (FATEC-SP) A tabela abaixo mostra o resultado da análise de todos os íons presentes em 1 L de uma solução aquosa, desprezando-se os íons H + e OH provenientes da água. Com base nos dados apresentados e sabendo que toda solução é eletricamente neutra, podemos afirmar que a concentração molar dos íons Mg 2+ é: a) 0,4 b) 0,5 c) 0,6 d) 1,0 e) 1,2 20. (FUVEST) Para determinar a composição de uma mistura sólida de carbonato de sódio e hidróxido de sódio, esta mistura foi tratada com ácido clorídrico de concentração 0,50 mol/l. Gastaram-se 500 ml dessa solução para obter, após ligeiro aquecimento, uma solução neutra. No processo, houve liberação de gás carbônico que, após a secagem, apresentou o volume de 1,23 L, medido à temperatura de 25ºC e à pressão de 1,0 bar. Logo, as quantidades, em mols, de carbonato de sódio e hidróxido de sódio, na mistura sólida, eram, respectivamente: (Dado: Volume molar do gás carbônico a 25ºC e 1 bar: 24,6 L/mol.) a) 0,050 e 0,10 b) 0,050 e 0,15 c) 0,10 e 0,10 d) 0,10 e 0,20 e) 0,10 e 0,30 11

12 GABARITO 01. A 02. D 03. C 04. E 05. C 06. B 07. B 08. A 09. D 10. B 11. C 12. D 13. A 14. C 15. C 16. A 17. A 18. B 19. C 20. B 12