LABORATÓRIO DE QUÍMICA QUI126 2ª LISTA DE EXERCÍCIOS

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1 Exercício 1. (UFMG, Adapt.) O rótulo de uma garrafa de vinagre indica que a concentração de ácido acético (CH3COOH) é 42g/L. A fim de verificar se a concentração da solução ácida corresponde à indicada no rótulo, 10 ml da mesma solução foram titulados com hidróxido de sódio 0,100mol/L, gastando-se 25 ml da base para a neutralização. a) Dê a concentração indicada no rótulo em mol/l e em percentagem; b) Calcule a concentração do vinagre titulado e verifique se o que diz o rótulo é verdadeiro. Exercício 2. (FAAP SP, Adapt.) Foi aquecido a 250 C um recipiente de 12 litros contendo certa quantidade de PCl5. Sabe-se que, no equilíbrio, o recipiente contém 0,21 mol de PCl5, 0,32 mol de PCl3 e 0,32 mol de Cl2. a) Qual a constante de equilíbrio, para a dissociação térmica do PCl5? b) Supondo que o sistema de reação direta, se caracteriza como endotérmico, e que todos compostos estão no estado gasoso, qual seriam as condições para deslocar o equilíbrio no sentido de formação de PCl5? Exercício 3. (PUCCAMP, Adapt.) Durante a digestão dos animais ruminantes ocorre formação do gás metano (constituído pelos elementos carbono e hidrogênio) que é eliminado pelo arroto e flatulências do animal. Por dia, cada cabeça de gado produz cerca de 50 Kg de metano em um ano. Se fosse possível recolher essa quantidade de gás, poderia haver valiosa aplicação, uma vez que, na combustão total do metano é gerada energia térmica que poderia ser utilizada para aquecer água. Com essa massa de metano quantos litros de água poderiam ser aquecidos de 25 C a 43 C? Dados: Calor de combustão do metano = 210 kcal / mol Massa molar do metano = 16 g / mol Calor específico da água = 1,0 cal/g.ºc d(h2o) = 1g/mL Exercício 4. Considerando as equações químicas abaixo representadas, a 25 C e 1atm, determine a variação da entalpia ( H ), em KJ.mol -1, para a reação C(grafita) + 2 H2(g) CH4(g). C(grafita) + O2(g) CO2(g) H = -94 kcal.mol -1 H2(g) + ½ O2(g) H2O(l) H = -68,3 kcal.mol -1 CH4(g) + 2O2(g) CO2(g) + 2H2O(l) H = -212,8 kcal.mol -1 Exercício 5. O processo de Haber é um processo industrial de produção de amônia a partir dos gases nitrogênio e hidrogênio. A equação química que representa a reação de obtenção da amônia, bem como seu gráfico de variação entalpia, estão representados a seguir: N2 (g) + 3H2 (g) 2NH3 (g)

2 Com base nos conceitos de equilíbrio químico e termoquímica, responda as questões a seguir: a) Escreva a equação para a constante de equilíbrio da reação dada e explique, com base no princípio de Le Chatelier, o que acontece com o equilíbrio quando NH3 é retirado do processo. b) A decomposição da amônia é um processo endotérmico? Justifique. Exercício 6. A figura abaixo representa o esquema para a realização de uma titulação. Escreva em cada lacuna o nome das respectivas soluções que devem ser adicionadas às vidrarias indicadas, de acordo com o problema descrito na letra (a): Solução: Solução: a) Para a titulação de 20 ml de solução de hidróxido de sódio de concentração desconhecida, foram utilizados 50 ml de solução de ácido sulfúrico 0,2 molar. Calcule a concentração da solução básica utilizada e represente, por meio de uma equação química balanceada, a reação ocorrida no erlenmeyer. b) Experimentalmente, como é possível identificar o fim desta reação?

3 Exercício 7. Observe o esquema de diluição abaixo e calcule a concentração de íons H + na amostra. Considere a titulação de ácido forte X base forte, com estequiometria 1:1. Exercício 8. Uma das causas em incêndios em florestas é a combustão espontânea dos compostos orgânicos, genericamente representados pela equação abaixo: Composto orgânico + O2(g) CO2(g) + H2O(v) + calor Observe que o deslocamento do equilíbrio da reação pode tornar a combustão mais intensa. Um fator, entre outros, que pode contribuir para tal fato é a baixa umidade relativa do ar em dias quentes. Explique por que esse fator desloca o equilíbrio da equação no sentido da combustão. Exercício 9. O Galinho do Tempo é um produto típico de Portugal. Segundo a cultura popular, existe a possibilidade de chuva quando partes de seu corpo tornam-se rosa e o tempo permanecerá seco se essas partes tornarem-se azul. A variação de cores também relaciona um aumento ou uma queda de temperatura, azul, para tempo frio e rosa, para tempo quente. A seguir está representa a equação química que representa tal fenômeno: [CoCl4] 2- (aq) + 6 H2O(l) [Co(H2O)6] 2+ (aq) + 4 Cl - (aq) a) Qual é o sentido da equação indicativo de chuva? Por quê? b) Qual é o sentido da equação indicativo de aumento da temperatura? Por quê? c) Qual das substâncias apresenta coloração azul? Qual delas apresenta coloração rosa? d) Escreva a expressão da constante de equilíbrio para o sistema descrito acima. Exercício 10. Observe a tabela a seguir e responda: Substância ΔH f (KJ.mol -1 ) C 2 H 4(g) +227 CO 2(g) -394 H 2 O (g) -242 O 2(g) 0 H 2 O (l) -286

4 a) Calcule o valor da entalpia de combustão do eteno (C2H4). Represente as equações que representam tal transformação utilizando a Lei de Hess, considerando a formação de água líquida. b) De acordo com o valor de entalpia encontrado, trata-se de que tipo de processo termoquímico? Existe alguma evidência química que permita essa conclusão? Justifique. Exercício 11. Um calorímetro contém 200 ml de água e o conjunto está a uma temperatura de 20 C. Ao juntar ao calorímetro 125 g de uma liga a 130 C verificamos que, após o equilíbrio térmico, a temperatura final é de 30 C. Qual é a capacidade calorífica do calorímetro? Dado: calor específico da liga = 0,2 cal/g C. Exercício 12. Considere a reação química abaixo, no equilíbrio. 2H 2 S (g) + 3O 2 (g) 2H 2O (g) + 2SO 2 (g) Diga se o equilíbrio será deslocado para a direita ou para a esquerda quando: a) Adiciona-se dióxido de enxofre ao sistema; b) Retira-se gás oxigênio do sistema. Exercício 13. Uma alíquota de 5,00 ml de solução de ácido sulfúrico (H2SO4), cuja concentração é desconhecida, foi titulada com uma solução padrão de hidróxido de sódio (NaOH) 0,100 mol/l. O volume consumido de solução de NaOH para atingir o ponto de equivalência foi 7,50 ml. Qual a concentração da solução de H2SO4? Exercício 14. O gás contido no refrigerante que é consumido pela população é o gás carbônico (dióxido de carbono CO2). Geralmente o refrigerante é formado por uma solução aquosa de um determinado xarope e este gás. Contudo, antes de se misturar o gás e o xarope, os fabricantes adicionam a água e o gás em um equipamento chamado carbonizador, gerando o ácido carbônico. H2O(l) + CO2(g) <H2CO3>(aq) (I) Nesse tipo de bebida existem diversas reações que se encontram em equilíbrio, dentre elas a equação abaixo. <H2CO3>(aq) HCO3 - (aq) + H + (aq)(ii) O Princípio de Le Châtelier prevê que quando um sistema em equilíbrio é submetido a uma ação, o equilíbrio se desloca no sentido de contrabalancear esta reação. Levando isto em consideração, responda as perguntas abaixo referentes à reação II. a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio. b) Qual o efeito da diminuição do ph do refrigerante sobre o equilíbrio químico? Justifique a resposta. c) A adição de hidróxido de sódio pode deslocar o equilíbrio químico? Justifique a resposta.

5 Exercício 15. O rótulo de um produto de limpeza diz que a concentração de amônia (NH3) é de 9,5 g/l. Com o intuito de verificar se a concentração de amônia corresponde à indicada no rótulo, 5,0mL desse produto foram titulados com ácido clorídrico de concentração 0,100 mol/l. Para consumir toda a amônia dessa amostra foram gastos 25,0mL do ácido. Com base nas informações fornecidas determine a concentração de amônia e verifique se a concentração indicada no rótulo é correta? Exercício 16. (FUVEST, Adapt.) Compostos de enxofre (IV) podem ser adicionados ao vinho como conservantes. Dependendo do ph do meio irão predominar diferentes espécies químicas de S(IV) em solução aquosa, conforme mostra a tabela abaixo: Em água, as espécies químicas SO2 (aq) e HSO3 - (aq) estão em equilíbrio. SO2 (aq) + H2O (l) H + (aq) + HSO3 - (aq) a) Escreva a equação da constante de equilíbrio para essa reação. b) Explique por que, em soluções aquosas com ph baixo, predomina o SO2 (aq) e não o HSO3 - (aq). c) Explique baseado no princípio de Le Chatelier, o que ocorre se for adicionado ao sistema uma pequena quantidade de base, íons OH -. d) Analisou-se uma amostra de vinho a 25 C, encontrando-se uma concentração de íons OH - igual a 1,0 x mol/l. Qual o ph dessa amostra e qual espécie prevalece nesse ph? Exercício 17. O odor de peixe é causado pela metilamina (CH3NH2), proveniente da decomposição de certas proteínas do animal. Seguindo o princípio de Le Chatelier, explique porque se pode utilizar suco de limão ou vinagre para remoção do odor de peixe das mãos após o seu preparo: CH 3 NH 2(aq) + H 2 O (l) CH 3 NH 3 +(aq) + OH (aq) (cheiro de peixe) (sem cheiro)

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