Exercícios de Equilíbrio Iônico II

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Eduardo Borja Campelo
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1 Exercícios de Equilíbrio Iônico II 1. Com relação às funções inorgânicas, assinale a alternativa incorreta. a) O acetato de sódio é um sal de características básicas, pois é resultante da reação entre um ácido fraco e uma base forte. b) O sal NH4C é classificado como sal ácido, pois sua dissolução em água diminui a concentração do íon hidrogênio em solução. c) O tetróxido de triferro é considerado um óxido misto, pois é resultante da união do monóxido de ferro com o trióxido de ferro. d) A reação do óxido de zinco com ácido clorídrico ou hidróxido de sódio gera, respectivamente, um sal cujo cátion é o íon Zn 2+ e um sal cujo ânion é o íon ZnO2 2-, caracterizando o óxido de zinco como óxido anfótero. e) As substâncias SO 3, Na2O, A 2O 3, KBr, CH3COONa podem ser classificadas como óxido ácido, óxido básico, óxido anfótero, sal neutro e sal básico, respectivamente. 2. Um estudo interessante acerca do impacto da chuva ácida sobre lagos da região das Montanhas Adirondack, área de Nova Iorque, revelou que lagos sobre áreas ricas em calcário são menos suscetíveis à acidificação. O carbonato de cálcio presente no solo dessas regiões reage com os íons hidrônio presentes na água, provenientes em grande parte da chuva ácida, levando à 1 formação de um sistema HCO 3 / H 2 CO 3 / CO 2. Disponível em: (Adaptado) Três afirmações são feitas a respeito do fenômeno citado no texto acima. I. O carbonato de cálcio diminui a acidez da chuva ácida por ser um sal insolúvel em água. II. O solo também pode atuar como um tampão e resistir às mudanças em ph, mas essa capacidade tamponante depende dos seus constituintes. III. Uma reação química existente nesse processo é representada por: 1 CaCO s H O aq Ca aq HCO aq H O Quanto ao referido impacto da chuva ácida, está CORRETO o que se afirma em a) I. b) II. c) III. d) I e II. e) II e III. 3. A solução-tampão é geralmente uma mistura de um ácido fraco com o sal desse ácido, ou uma base fraca com o sal dessa base. Essa solução tem por finalidade evitar que ocorram variações muito grandes no ph ou no poh de uma solução. A eficácia da solução-tampão pode ser vista no sangue, em que, mesmo com a adição de ácido ou base em pequenas quantidades ao plasma sanguíneo, praticamente não há alteração no ph.

2 Um litro de solução contém 1,24 g de ácido carbônico e 16,8 g de bicarbonato de sódio. Sabendose que Ka 10, determine o poh dessa solução-tampão. 7 (Considere: Log 2 = 0,3) a) 7,7 b) 7,4 c) 6,6 d) 6,3 4. A composição de um refrigerante pode apresentar diversas substâncias, dentre elas o ácido benzoico, um monoácido. Devido à baixa solubilidade deste ácido em água, é adicionado ao refrigerante na forma de benzoato de sódio. Dado que a constante de hidrólise do íon benzoato, a 25 C, é 10 10, a concentração em mol/l de ácido benzoico formado na hidrólise deste ânion em uma solução aquosa de benzoato de sódio 0,01 mol/l, nessa mesma temperatura, é a) b) c) d) e) 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 1,0 10 HgS 54 1,6 10 CdS(s) Cd(aq) S(aq) k ps [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?

3 b) Suponha que a concentração de Cd 2+ 8 na amostra é de 4,4 10 mol / L. Calcule o valor da concentração de S 2- a partir da qual se inicia a precipitação de CdS(s). 6. Uma solução aquosa saturada em fosfato de estrôncio [Sr3(PO4)2] está em equilíbrio químico à temperatura de 25 C, e a concentração de equilíbrio do íon estrôncio, nesse sistema, é de 7,5 x 10 7 mol L 1. Considerando-se que ambos os reagentes (água e sal inorgânico) são quimicamente puros, assinale a alternativa CORRETA com o valor do pkps(25 C) do Sr3(PO4)2. Dado: KPS = constante do produto de solubilidade. a) 7,0 b) 13,0 c) 25,0 d) 31,0 e) 35,0 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: A cada quatro anos, durante os Jogos Olímpicos, bilhões de pessoas assistem à tentativa do Homem e da Ciência de superar limites. Podemos pensar no entretenimento, na geração de empregos, nos avanços da Ciência do Desporto e da tecnologia em geral. Como esses jogos podem ser analisados do ponto de vista da? As questões a seguir são exemplos de como o conhecimento químico é ou pode ser usado nesse contexto. 7. Nos Jogos Olímpicos de Beijing houve uma preocupação em se evitar a ocorrência de chuvas durante a cerimônia de abertura. Utilizou-se o iodeto de prata no bombardeamento de nuvens nas vizinhanças da cidade para provocar chuva nesses locais e, assim, evitá-la no Estádio Olímpico. O iodeto de prata tem uma estrutura cristalina similar à do gelo, o que induz a formação de gelo e chuva sob condições específicas. a) Sobre a estratégia utilizada em Beijing, veiculou-se na imprensa que "o método não altera a composição da água da chuva". Responda se essa afirmação é correta ou não e justifique. b) Escreva a expressão da constante do produto de solubilidade do iodeto de prata e calcule sua concentração em mol L -1 numa solução aquosa saturada a 25 C. Dado: A constante do produto de solubilidade do iodeto de prata é 8, a 25 C.

4 Gabarito 1. B O sal NH4C é classificado como sal ácido, pois sua dissolução em água aumenta a concentração do íon hidrogênio em solução: NH4 C HO 2 H C NH3 H2O NH4 H NH3 meio ácido 2. E I. Falsa. O carbonato de cálcio diminui a acidez da água da chuva em função da reação dos íons carbonato com íons hidrônio da água. II. Verdadeira. O sistema bicarbonato HCO3 ácido carbônico H2CO 3 constitui um tampão. III. Verdadeira. A equação mostra o efeito de redução da acidez da água pela reação dos íons carbonato com hidrônio. 3. D Teremos: 1,24 nh 2CO 0,02 mol ,8 nnahco 0,2 mol 3 84 Para 1L de solução, teremos : [H CO ] 0,02 mol / L 2 3 [NaHCO ] 0,2 mol 3 A partir da equação de Henderson-Hasselbach, vem: 7 pka log(10 ) pka 7 log2 7 0,3 6,7 [sal] ph pka log [ácido] 0,2 ph 6,7 log 6,7 log10 0,02 ph 6,7 1 7,7 ph poh 14 poh 14 7,7 6,3 poh 6,3 4. C A partir da hidrólise do benzoato de sódio (C7H5O2Na),teremos:

5 7 5 2 Na H2O Na OH C H O C H O H O OH C H O H 0,01 mol / L 0 0 x x x (0,01 x) x x C H O H K K h h [C7H5O 2 ] 2 [OH ][C H O H] x.x x (0,01 x) 0,01 x 0, x x [C H O H] 10 mol / L a) 1, < 1,0 10. Conclui-se que o HgS precipitará primeiro, pois seu Kps é menor do que o do CdS. b) Teremos: k (CdS) 1,0 10 ps 8 28 [Cd ] 4,4 10 mol/ L. (s) (aq) (aq) CdS Cd S k [Cd ] [S ] ps ,0 10 4,4 10 [S ] [S ] 0, ,27 10 mol/ L 6. D Teremos a seguinte equação química para o equilíbrio em solução aquosa: Sr3(PO4)2 3Sr PO4 3-1 mol 3 mol 2 mol 2,5x10-7 M 7,5x10-7 M 5,0x10-7 M KPS = [Sr 2+ ] 3 [PO4 3- ] 2 KPS = (7,5 x 10-7 ) 3 (5,0 x 10-7 ) 2 KPS = 1,055 x pkps = logkps pkps = log(1,055 x ) pkps = [log1,055 + log10-31 ] pkps = 31 log1, a) Incorreta, porque iodeto de prata passa a fazer parte da água da chuva, mudando sua

6 composição. b) Teremos a seguinte proporção estequiométrica: AgI(s) Ag + (aq) + I (aq) 1 mol 1 mol 1 mol Portanto o KPS poderá ser dado por: KPS = [Ag + ].[I ] Para uma solução saturada, teremos: [Ag + ] = [I ] = x KPS = [Ag + ].[I ] 8, = x.x x 2 = 8, x = 8,3.10 9, mol. L -1 A concentração de iodeto de prata numa solução saturada a 25 ºC será igual a 9, mol.l 1.

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