1 - Segundo Bronsted-Lorry, qual é o íon responsável pelas propriedades dos ácidos? E das bases?

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1 Química Analítica Prof. Marcelo da Rosa Alexandre Lista de Exercícios 1 - Segundo Bronsted-Lorry, qual é o íon responsável pelas propriedades dos ácidos? E das bases? 2 - Escreva a fórmula molecular dos seguintes ácidos: a) Clorídrico b) sulfúrico c) nítrico d) bromídrico e) cianídrico f) fosfórico g) Carbônico 3 - Equacione a ionização (em uma única etapa e a seguir em etapas) dos seguintes ácidos: a) clorídrico b) sulfúrico c) carbônico d) fosfórico 4 - Escreva as fórmulas de: a) hidróxido de potássio b) hidróxido de cálcio c) hidróxido de ferro II d) hidróxido de chumbo II e) hidróxido de bário 5 - Calcule a força iônica das soluções de a) KOH 0,0087 moll -1 b) La(IO 3 ) 3 0,0002 moll Equacione a dissociação iônica de: a) NaOH b) hidróxido de cálcio 7 - Quando a amônia (NH3) se dissolve em água, o meio fica básico. Justifique esta observação usando uma equação química. 8 - Escreva a equação das reações entre ácido sulfúrico e hidróxido de sódio com: a) neutralização total b) neutralização parcial do ácido 9 - Considerando as reações representadas pelas equações abaixo: a) H 2 O + HCl H 3 O + + Cl -

2 b) H 2 O + NH 3 NH OH - classifique o comportamento da água, em cada uma das reações, segundo o conceito ácidobase de Bronsted. Justifique Por que dizemos que a constante de equilíbrio para a reação H 2 O H + + OH - (ou qualquer outra reação) é adimensional? 11 - Escreva a expressão da constante de equilíbrio para cada uma das reações que se seguem. Escreva a pressão de uma molécula, X, no estado gasoso, como Px. a) 3Ag+ (aq) + PO 4 3- (aq) Ag 3 PO 4(s) b) C 6 H 6 (l) + 15/2 O 2 (g) 3H 2 O (l) + 6CO 2(g) 12 - A partir das equações: HOCl H + + OCl - K = 3,0 x 10-8 HOCl + OBr - HOBr + OCl - K = 15 Determine o valor de K para a reação HOBr H + + OBr -. Todas as espécies são aquosas Para a reação - HCO 3 H CO 3 K para essa reação. G o = +59,0 KJ/mol, a 298,15K. Determine o valor de 14 - A formação do tetrafluoretileno a partir de seus elementos é altamente exotérmica: 2F2 (g) + 2C (s) F2C=CF2 (g) a) Se uma mistura de F2, grafite e C2F4 esta em equilíbrio em um recipiente fechado, a reação se deslocará para a direita ou para a esquerda quando F2 é adicionado? b) Uma rara bactéria do planeta teflon se alimenta de C2F4 e produz teflon para a sua parede celular. A reação se deslocará para a esquerda ou para a direita quando estas bactérias forem adicionadas? c) A reação se deslocará para a esquerda ou para a direita, se o recipiente for comprimido a um oitavo de seu volume original? 15 - Calcule as concentrações de íons hidrônio e hidroxila provenientes da dissociação da água pura a 25 o C e 100 o C Dados: Kw (25 o C) = 1,00 x e Kw (100 o C) = 7,00 x Calcule a concentração de íons hidrônio e hidroxila em solução aquosa 0,200 M de NaOH Calcule o ph de uma solução 0,00003 moll -1 de íons hidrogênio Calcule a concentração de íons hidrogênio em uma solução com ph de 3,45.

3 19 - Calcule o ph de uma solução 0,08molL -1 de ácido acético. Ka do ácido acético é 1,8 x Um estudante planejou um experimento que deveria utilizar ácido acético 0,100 moll -1. Calcule os valores de [H+] e ph desta amostra Calcule o ph de uma solução de cianeto de sódio 0,010M. Ka = 4,9 x O hipoclorito de sódio, NaOCl, é um igrediente usado em desinfetantes e alvejantes. Uma solução 0,10M de NaOCl pode ser considerada ácida, básica ou neutra? Qual o ph? Ka = 3,0 x Calcule o ph de uma solução obtida adicionando-se 20mL de ácido acético 0,10 moll - 1 a 20 ml de hidróxido de sódio 0,10 moll Calcule o ph de uma solução tampão formada por ácido fórmico 0,05molL -1 e formiato de sódio 0,10 moll -1. pka = 3, Calcule a razão na qual ácido acético e acetato de sódio devem ser misturados para fornecer um tampão com ph 4, Considere o ácido diprótico H 2 A com K 1 =1,0x10-4 e K 2 =1,0x10-8. Determine o ph e as concentrações de H 2 A, HA - e A -2 em cada uma das soluções seguintes a) H 2 A 0,100 moll -1 b) NaHA 0,100 moll -1 c) Na 2 A 0,100 moll Calcule a razão [H 3 PO 4 ]/[H 2 PO 4 - ] em uma solução 0,05 moll -1 de KH 2 PO 4-28 Determine o ph e as concentrações de H 2 SO 3, HSO 3 seguintes soluções a) 0,05 moll -1 de H 2 SO 3 b) 0,05 moll -1 de NaHSO 3 c) 0,05 moll -1 de Na 2 SO 3 e SO 3 2- em cada uma das 29 - Calcule o ph para 0; 10,0; 25,0 e 30,0 ml de titulante na titulação de 50,0 ml de solução 0,100 mol.l -1 de NaOH com 0,200 mol.l -1 de HCl? (Resp.:13,00-12,70-7,00-1,90) 30 - Calcule o ph para 0; 10,0; 25,0; 50,0 e 60,0 ml de titulante na titulação de 25,0 ml de solução 0,200 mol.l -1 de HA com 0,100 mol.l -1 de NaOH. Ka = 2,0 x (Resp.: 2,70-4,10-4,70-8,76-12,07) 31 - Hidrogenoftalato de potássio, KHC 8 H 4 O 4, é um padrão primário ácido que reage com hidróxido sódio na razão molar 1:1. Uma amostra de KHC 8 H 4 O 4 pesando 0,5893 g foi

4 titulado com NaOH requerendo 22,49 ml para alcançar o ponto final. Calcule a concentração em mol.l -1 da solução de NaOH. (Resp. 0,1283 mol.l -1 ) 32 - Quantos gramas de KCl estão contidos em 250,00mL de solução, se na titulação de 25,0mL desta solução foi utilizado 34,00mL de solução de AgNO 3 0,1050 mol.l -1? 33 - Uma amostra de ácido cítrico (H 3 C 6 H 5 O 7, três prótons tituláveis) é analisado pela titulação com de NaOH 0,1087 mol.l -1. Se uma amostra de 0,2678 g requereu 38,31 ml para a titulação, qual é a pureza do ácido? (Resp. 99,6 %) 34 - Uma amostra pesando 2,00 g, contendo alanina [CH 3 CH(NH 2 )COOH] e material inerte é analisada pelo método de Kjeldahl. Esta amostra é digerida, amônia é destilada e coletada em 50 ml de H 2 SO 4 0,150 mol.l -1 e um volume de 9,0 ml de NaOH 0,100 mol.l -1 é requerido na titulação por retorno. Calcule a % de alanina na amostra. (Resp.: 62,8%) 35 - Uma amostra de 50,0 ml de vinagre (d = 1,060 g.ml -1 ) foi diluída a 250 ml num balão volumétrico. Uma alíquota de 25,00 ml desta solução requereu 28,1 ml de NaOH 0,100 mol.l -1. Expresse o conteúdo de ácido no vinagre em termos de porcentagem de ácido acético. (Resp. 3,18%) 36 - Calcule a constante de solubilidade para Ag 3 PO 4 se 500 ml de solução saturada contém 0,00325 g de sal dissociado. Desconsidere qualquer efeito de hidrólise. (Resp: Ks = 1,56 x ) 37 - Uma solução saturada de CaF 2 contém 0,011 g em 400 ml de solução. Determine o valor produto de solubilidade molar. Massa molar do CaF 2 78,08 g.mol -1. (Resp.: 2,41x10-10 ) 38 - Determine a solubilidade molar do Ca 3 (PO 4 ) 2. Ks = 2,0 x (Resp.: 7,14 x 10-7 ) O produto de solubilidade do cloreto de prata é 1,82 x e do cromato de prata é 1,1 x Qual é o composto mais solúvel em água? Comente os resultados. (Resp.: 1,35 x 10-5 ; 6,50 x10-5 ) 40 - Uma solução contém 0,10 mol.l -1 de Cl - e 0,10 mol.l -1 de CrO Solução diluída de AgNO 3 é adicionada vagarosamente enquanto o sistema é agitado. Calcule qual precipitado, AgCl ou Ag 2 CrO 4, deverá formar primeiro e calcule a concentração restante na solução do primeiro íon a formar precipitado quando o segundo íon inicia a formação do precipitado. Dados: Ks(AgCl) = 1,8 x e Ks(Ag 2 CrO 4 ) = 2,4 x (S = 1,8 x 10-8 ) (Resp: AgCl precipita primeiro; [Cl - ] = 3,7 x 10-5 ) 41 - Qual composto é mais solúvel em ph 6,5 ; Cr(OH) 3 ou Co(OH) 2? Ks do Cr(OH) 3 = 6,3x10-31 ; Ks do Co(OH) 2 = 2,5x (Resp.: 2,0 x 10-8 ; 0,25) Qual é a concentração de uma solução de nitrato de prata na qual 28,60 ml foram requeridos para alcançar o ponto final da titulação com uma solução contendo 0,2116 g do padrão primário KCl? (R: 0,0992 mol.l -1 )

5 43 - Uma solução padrão de nitrato de prata foi preparada dissolvendo 6,503 g de AgNO 3 puro em 250,0 ml de solução. Uma amostra pesando 0,6319 g contendo MgCl 2, requereu 24,33 ml de nitrato de prata para a titulação. Calcule a porcentagem de MgCl 2 na amostra. (R: 27,2%) 44 - Uma amostra de 3,000 g de detergente industrial contendo fosfato foi precipitada pela adição de 1,000 g de AgNO3. A solução foi filtrada e o filtrado requereu 18,23 ml de solução de KSCN 0,1377 mol/l para a titulação. Calcule a porcentagem de fosfato no detergente. (R: 3,56%) 45 - Construa a curva de titulação de 50,00 ml de solução 0,0400 mol.l -1 KBr (pbr vs volume de titulante) após a adição de: 5,00; 15,00; 25,00; 30,00; 35,00; 39,00; 40,00; 45,00 e 50,00 ml de AgNO 3 0,0500 mol.l -1. Ks do AgBr = 5,2 x (R: 1,49; 1,72; 1,84; 2,20; 2,53;3,25;6,14;9,70 e 9,98) 46 - Escreva as reações para cada etapa de formação do íon complexo [Cu(NH 3 ) 4 ] 2+ e as expressões das constantes de formação (k) respectivas, e calcule a constante de formação global (β4). k 1 = 2,0 x 10 4 ; k 2 = 5,0 x 10 3 ; k 3 = 10 3 ; k 4 = 2,0 x 10 2 ; (Resp.: 2,0 x ) 47 - Calcule a concentração de cada um das quatro espécies de zinco(ii) em solução contendo 0,500 mol.l -1 de NH 3 e concentração total de zinco 0,00250 mol.l -1. k 1 = 2,5 x 10 2 ; k 2 = 2,5 x 10 2 ; k 3 = 3,2 x 10 2 ; k 4 = 1,3 x (Resp.: 1,52 x ; 1,90 x 10-9 ; 2,40 x 10-7 ; 3,80 x 10-5 ; 2,47 x 10-3 ) 48 - Uma solução foi preparada na qual, antes da complexação, Cd(II) era 0,00025 mol.l -1 e I - era 0,0100 mol.l -1. Os valores K 1 e K 2 para a complexação do Cd 2+ com I - são 190 e 44, respectivamente. Que percentagens de Cd(II) no equilíbrio serão Cd 2+, CdI + e CdI 2? (R: 27%, 51% e 22%) Calcule a massa de Na 2 H 2 Y.2H 2 O necessárias para preparar 500,00 ml de solução de EDTA 0,0500 mol.l -1. (R: 9,306 g) 50 - A constante de formação do complexo de prata-etilenodiamina [Ag(NH 2 CH 2 CH 2 NH 2 ) + ], é 5 x Calcule a concentração de Ag + no equilíbrio com uma solução 0,100 mol.l -1 do complexo. Assuma a inexistência do complexo de maior ordem. (R: 1,4 x 10-3 mol.l -1 ) 51 - Determine a concentração em mol.l -1 de uma solução de EDTA na qual 26,44 ml foram requeridos para titular uma amostra contendo Ca 2+ a partir de 287,4 mg do padrão primário CaCO 3. (R: 0,1086 mol.l -1 ) 52 - Qual a massa de carbonato de cálcio que está dissolvida em 250,0 ml de solução se uma alíquota de 50,00 ml requereu 30,00 ml de solução de EDTA 2,0 x 10-2 mol.l -1 para a titulação? (R: 300,3 mg)

6 53 - Uma alíquota de 100,0 ml de água potável foi tamponada em ph 10 e, após a adição do indicador calmagita, requereu 38,41 ml de 4,652 x 10-3 mol.l -1 de EDTA para a titulação. Calcule a dureza da água como (a) mg.l -1 de CaCO 3 e (b) mg.l -1 de CaO. (R: (a) 178,9 (b) 100,3) 54 - Uma amostra de leite em pó pesando 1,450 g foi misturada com um tampão aquoso de ph 11,5. Algumas gotas do indicador calmagita foram adicionadas e a solução requereu 31,62 ml de 1,538 x 10-2 mol.l -1 de EDTA para alcançar o ponto final da titulação. Calcule a porcentagem de cálcio. (R: 1,34%) 55 - Uma alíquota de 1,00 ml de uma solução de níquel (II) foi diluída com água adicionando-se tampão de amônio e 15,00 ml de uma solução de EDTA 0,0100 mol.l -1. O excesso de EDTA foi titulado com uma solução padrão de cloreto de magnésio 0,0150 mol.l -1 necessitando-se 4,27 ml. Calcule a concentração de níquel (II) na solução. (R: 0,0860 mol.l -1 ) 56 - Uma alíquota de 25,00 ml de solução de Pb (II) 3,17 x 10-2 mol.l -1 foi titulada em ph 10,00 com EDTA 4,83 x 10-2 mol.l -1. Calcule os valores de ppb nos seguintes pontos da titulação: (a) antes da adição do titulante; (b) após a adição de 10,00 ml de titulante; (c) no ponto de equivalência; (d) após a adição de 35,00 ml de titulante. Kf = 1,1 x (R: (a) 1,50; (b) 2,05; (c) 9,65; (d) 17,70) 57 - Construa uma curva de titulação correspondente à titulação de 100,00 ml de solução 0,020 mol.l -1 de íon magnésio, com uma solução 0,020 mol.l -1 de EDTA em ph 10, após a adição de: (a) 0 ml; (b) 10 ml; (c) 50 ml; (d) 100 ml (e) 120 ml. Kf = 4,9 x 10 8 e α4 = 0,405. (R: (a) 1,70; (b) 1,79; (c) 2,18; (d) 5,15; (e) 8,94) 58 - Coloque as seguintes substâncias em ordem decrescente de força oxidante: H 2 SeO 3, H 3 AsO 4, Hg +2, Cu +2, Zn +2, O 3, HClO, K +, Co Coloque as seguintes substâncias em ordem decrescente de força redutora: I 2, V +3, Sn +2, Co +2, Cl 2, Ag +, S, Ni +2, F Numa solução neutra, os íons permanganato podem oxidar íons manganês (II). Expresse a equação balanceada da reação Uma solução 3,0 mol.l -1 em HCl contendo uma mistura de Pt +4 e Pt +2 produz clorocomplexos a partir dos íons de Pt. Se a solução é 0,015 mol.l -1 em Pt +4 e 0,025 mol.l - 1 em Pt +2, qual é o potencial da meia-reação? 62 - Qual deve ser o potencial no ponto de equivalência na titulação de Fe +3 com Sn Através do potencial padrão, determine a reação entre as seguintes meia reações e calcule a voltagem correspondente da célula padrão. VO H + + e - V +3 + H 2 O UO H + + 2e - U H 2 O

7 64 - Qual é o potencial de uma solução preparada pela adição de 90 ml de KI 5,0 mol.l -1 em 10 ml de H 2 O 2 0,1 mol.l -1 tamponada em ph 2, Calcule a voltagem das seguintes células a) Pt/I - (0,1 mol.l -1 ), I 3 - (0,01 mol.l -1 )// IO 3 - (0,1 mol.l -1 ), I 2 (0,01 mol.l -1 ), H + (0,1 mol.l - 1 )/Pt b) Ag/AgCl(s)/Cl - (0,1 mol.l -1 )// UO 2 +2 (0,2 mol.l -1 ), U +4 (0,05 mol.l -1 ), H + (1,0 mol.l - 1 )/Pt 66 - Calcule o potencial da solução na titulação de 100 ml de Fe +2 0,100 mol.l -1 com 10,0; 50,0; 100,0 e 200 ml de Ce +4 0,10 mol.l Construa as curvas de titulação para as seguintes titulações. Calcule os potenciais após a adição de 10,0; 25,0; 50,0; e 60,0 ml do reagente. Onde necessário, considere que [H + ] = 1 mol.l -1 durante a titulação. a) 50,0 ml de V 2+ 0,100 mol.l -1 com Sn 4+ 0,05 mol.l -1 b) 50,0 ml de Fe(CN) 6 4-0,100 mol.l -1 com Tl 3+ 0,05 mol.l -1 c) 50,0 ml de U 4+ 0,05 mol.l -1 com MnO 4-0,02 mol.l Qual a quantidade de iodo (I 2 ) em mg contida em uma solução amostra se para sua titulação utilizou-se 20 ml de uma solução de Na 2 S 2 O 3 0,1040 mol.l -1? 2-2- S 4 O 6 + 2é 2S 2 O 3 E o = + 0,08V I 2(aq) + 2é 2I - E o = + 0,615 V 69 - Calcule a constante de equilíbrio para as seguintes reações: a) Cu + Ag + Cu 2+ + Ag b) MnO Mn 2+ MnO 2 c) Fe 3+ + I - Fe 2+ + I Calcule o potencial padrão para cada uma das seguintes reações e diga qual ou quais ocorrerão de forma espontânea. a) Fe + Zn 2+ Zn + Fe 2+ b) Fe + Fe 3+ Fe 2+ c) Zn + CuI Zn 2+ + Cu + I - 71 A titulação de 0,1756g do padrão primário Na 2 C 2 O 4 necessitou de 32,04 ml de uma solução de permanganato de postássio. Calcule a concentração em mol por litro de KMnO 4 nessa solução. 72 Uma quantidade de um minério de ferro igual a 0,7120 g foi dissolvida e passada por um redutor de Jones. A titulação do Fe(II) produzido necessitou de 39,21 ml de KMnO 4 0,02086 mol.l -1. Expresse os resultados dessa análise em termos de (a) percentual de Fe e (b) precentual de Fe 2 O 3.

8 EXEMPLO PROVA Semestre Duas espécies químicas A e B reagem de acordo com a equação abaixo: A + B C + D A constante de equilíbrio (K) para esta reação tem um valor de 0,30. Se misturamos 0,20 mol de A e 0,50 mol de B em 1,00 L de água a reação acontece. Calcule as concentrações de reagentes e produtos no equilíbrio. 2 Calcule a força iônica de uma solução obtida pela mistura de 0,30 moll -1 e 0,20 moll -1 de Na 2 SO 4. 3 Calcule o ph de uma solução tampão formada por ácido fórmico 0,05molL -1 e formiato de sódio 0,10 moll -1. pka = 3,77 4 Calcule as concentrações de H 3 O + e OH - das seguintes soluções em água: a) 0,01 moll -1 de HCl b) 0,05 moll -1 de NaOH c) 1,00 moll -1 de H 3 CCOOH (Ka = 1,8 x 10-5 ) 5- Considere o ácido diprótico H 2 A com K 1 =1,0x10-4 e K 2 =1,0x10-8. Determine o ph e as concentrações de H 2 A, HA - e A -2 em cada uma das soluções seguintes a) H 2 A 0,100 moll -1 b) NaHA 0,100 moll -1 c) Na 2 A 0,100 moll -1 6 Calcule o ph de uma solução obtida pela mistura de 2,00 ml de um ácido forte (HCl) cujo ph é 3,00 e 3,00 ml de solução de base forte (NaOH) de ph Calcule o ph para 0,0; 10,0; 25,0; 50,0 e 60,0 ml de titulante na titulação de 25,0 ml de solução 0,200 mol.l -1 de HA com 0,100 mol.l -1 de NaOH. Ka = 2,0 x 10-5