LISTA DE EXERCÍCIOS # 05 QUÍMICA ANALÍTICA PROF. Wendell

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1 LISTA DE EXERCÍCIOS # 05 QUÍMICA ANALÍTICA PROF. Wendell 1. Considere uma solução aquosa de NH 3, preparada na concentração de 0,100 mol L -1. Calcule o ph desta solução. Use K b = 1, Uma alíquota de 25 ml da solução descrita na questão 1 foi titulada com HCl 0,100 mol/l. Qual o ph no ponto de equivalência? 3. Para a questão 2, calcule o ph após a adição de (a) 1,00 ml, (b) 5,00 ml, (c) 24,99 ml; (d) 25,00 ml e (e) 25,01 ml de HCl. 4. Para a questão 03, esboce a curva de titulação. 5. Um aluno preparou uma solução aquosa de ácido butanóico na concentração de 0,200 mol/l. Calcule o ph desta solução. Use K a = 1, Uma alíquota de 25 ml da solução descrita na questão 5 foi titulada com NaOH 0,100 mol/l. Qual o ph no ponto de equivalência? 7. Para a questão 6, calcule o ph após a adição de (a) 10,00 ml, (b) 25,00 ml, (c) 49,99 ml; (d) 50,00 ml e (e) 50,01 ml de NaOH. 8. Uma alíquota de 10,0 ml uma solução de NaOH 0,100 mol/l foi titulada com HCl 0,200 mol/l. Qual o ph inicial!? Qual o ph no ponto de equivalência?! Qual o volume esperado para alcançar o ponto de equivalência?! 9. Uma alíquota de 10,0 ml uma solução de HCl 0,200 mol/l foi titulada com NaOH 0,100 mol/l. Qual o ph inicial!? Qual o ph no ponto de equivalência?! Qual o volume esperado para alcançar o ponto de equivalência?! 10. Para as questões 8 e 9, esboce as curvas de titulação. 11. Uma solução de NaOH foi padronizada com uma solução padrão de biftalato de potássio. Considerando que um volume de 25,00 ml do padrão com concentração de 0,100 mol L -1 necessitou, até a neutralização completa, de 25,22 ml de NaOH, calcule a concentração real da solução de NaOH. 12. Qual a diferença entre (i) ponto final da titulação e (ii) ponto de equivalência. 13. O que significa a diferença entre os termos definidos na questão 12? 14. Esboce o formato das curvas de titulação entre (i) ácido forte base forte; (ii) base forte ácido forte; (iii) ácido fraco base forte; (iv) base fraca ácido forte. 15. Para os itens (iii) e (iv) da questão anterior, indique (i) a região tamponante e (ii) a região em que ocorre a reação de hidrólise.

2 16. Explique o funcionamento dos indicadores em uma reação ácido-base. 17. Os indicadores A, B e C apresentam constantes, K ind, iguais a K Ind = 1,0 10-5, K Ind = 1, e K Ind = , respectivamente. Calcule a faixa de ph em que ocorre a viragem para cada indicador. 18. Qual indicador (dos citados na questão 17) é mais apropriado para titular (i) um ácido forte com uma base forte; (ii) um ácido fraco com uma base forte e; (iii) uma base fraca com um ácido forte? Justifique. 19. Mostre que: a) b) 20. Um aluno preparou uma solução tampão pela mistura de ácido acético e acetato de sódio. Considerando K a = 1,75 x 10-5, calcule o ph de uma solução equimolar. 21. Uma solução tampão, com volume de 1000 ml, foi preparada pela mistura de 0,5 mol de um ácido fraco (HA) e 0,1 mol do sal de sua base conjugada. Considerando K a = 2,0 x 10-5, calcule o ph da solução resultante. 22. Uma solução tampão, com volume de 1000 ml, foi preparada pela mistura de 0,15 mol de uma base fraca (B) e 0,1 mol do sal de seu ácido conjugado. Considerando K b = 2,3 x 10-5, calcule o ph da solução resultante. A tabela abaixo apresenta alguns ácidos que podem ser utilizados no preparado de soluções tamponantes. Use estes dados para resolver as questões 23 a 26. Ácido pka A 2,15 B 6,00 C 8, Para cada ácido citado, calcule o intervalo de ph para preparar soluções com efeito tamponante. 24. Para o preparo de uma solução tampão com ph igual a 3, indique o ácido a ser utilizado e

3 25. Para o preparo de uma solução tampão com ph igual a 5, indique o ácido a ser utilizado e 26. Para o preparo de uma solução tampão com ph igual a 8, indique o ácido a ser utilizado e 27. O sangue humano é tamponado por uma série de sistemas. A principal reação ácido-base consiste no par conjugado H 2 CO 3 /HCO - 3. Explique o funcionamento deste tampão e sua importância metabólica. 28. Uma alíquota de 50,00 ml de um vinho de mesa branco foi titulado com uma solução de NaOH 0,03776 mol/l. O volume de NaOH consumido para alcançar o ponto final com fenolftaleína foi igual a 21,48 ml. Expresse a acidez do vinho branco em função do teor de ácido tartárico (H 2 C 4 H 4 O 6, 150,09 g/mol) presente na bebida (m/v). 29. Uma alíquota de 25,00 ml de vinagre foi diluída para 250,00 ml em um balão volumétrico. A titulação de várias alíquotas de 50,00 ml da solução diluída requereu a média de 34,88 ml de solução de NaOH 0,09600 mol/l. Expresse o teor de acidez do vinagre em função da porcentagem (m/v) de ácido acético (CH 3 COOH, 60,08 g/mol) presente. 30. Uma alíquota de 10,00 ml de vinagre (ácido acético, CH 3 COOH) foi pipetada para um frasco, ao qual foram adicionadas duas gotas de fenolftaleína. Esta solução foi então titulada com NaOH 0,1008 mol/l. (a) Considerando que o volume de NaOH consumido foi de 45,62 ml, qual a concentração molar do ácido na solução?! (b) Considerando que a concentração esperada da solução do ácido acético fosse igual a 0,4500 mol/l, calcule o volume de NaOH necessário para atingir o ponto de equivalência. (c) Baseado no volume calculado no item anterior e o volume indicado no item (a), calcule o erro da titulação. 31. Uma amostra de 25,00 ml de uma solução de limpeza doméstica, contendo NH 3, foi diluída a 250,0 ml em um balão volumétrico. Uma alíquota de 50,00 ml dessa solução requereu 40,38 ml de HCl 0,2506 mol/l para alcançar o ponto final, usando o verde de bromocresol como indicador. Calcule a porcentagem (m/v) de NH 3 na amostra.

4 32. O teor de cálcio e magnésio pode ser determinado, em amostras reais, a partir da volumetria de complexação, usando-se o EDTA como agente complexante. Uma amostra de urina coletada por 24 horas foi diluída a 2,00 L. Após a solução ter sido tamponada a ph 10, uma alíquota de 10,00 ml foi titulada com 27,32 ml de EDTA 0, mol/l. O cálcio, em uma segunda alíquota de 10,00 ml, foi titulado com 12,21 ml da solução de EDTA. Para dosar o cálcio separadamente, o ph da solução foi elevado para aproximadamente 12, com a adição de NaOH. (a) Calcule a massa de cálcio e a massa de magnésio presente na solução inicial. (b) Presumindo que as quantidades normais de cálcio e magnésio se situam entre mg (Mg 2+ ) e mg (Ca 2+ ) por dia, essa amostra cai dentro desta faixa?! 33. Uma pastilha antiácida, pesando 1,25 g, foi dissolvida em um balão volumétrico de 1,0 L para permitir a determinação dos teores de carbonato de cálcio e carbonato de magnésio. Após o preparo da solução, uma alíquota de 10,0 ml foi transferida para um erlenmeyer contendo uma solução tampão com ph = 10. Esta alíquota foi então titulada com EDTA 0,0040 mol/l e o volume médio gasto foi de 15,01 ml. Para dosar o cálcio, após precipitação fracionada do magnésio, uma segunda alíquota de 10,00 ml da solução estoque foi transferida para um erlenmeyer e o ph da solução presente foi ajustado para um valor de aproximadamente 13. Na titulação com EDTA, o volume consumido para observação do ponto final foi igual a 13,03 ml. Baseado nestas informações, (a) Faça uma esquematização das duas etapas envolvidas, representando as reações relacionadas. (b) Calcule as concentrações de CaCO 3 e MgCO 3 presentes na solução inicial. (c) Calcule as massas de CaCO 3 e MgCO 3 presentes na pastilha. (d) Calcule o teor de CaCO 3 e MgCO 3 na pastilha. 34. A volumetria de óxido-redução foi explorada no curso de Química Analítica para demonstrar a análise quantitativa do teor de peróxido de hidrogênio em amostras comerciais de água oxigenada (em diferentes concentrações). Na aula experimental utilizou-se uma alíquota de 10,0 ml de um padrão primário (oxalato de sódio) 0,050 mol/l para padronizar a solução de permanganato de potássio (KMnO 4 ) 0,020 mol/l. Essa reação ocorreu em meio ácido. Baseado nessas informações,

5 A) Por que utilizou-se o meio ácido?! B) Escreva a reação química balanceada. C) Qual o volume esperado para obter o ponto de viragem?! D) Um dos grupos gastou um volume de 21,50 ml de KMnO 4. Calcule o erro da titulação e a concentração real da solução de KMnO A solução padronizada na questão anterior foi utilizada para determinação quantitativa do teor de H 2 O 2 em meio ácido. Para esta finalidade, uma alíquota de 5 ml de cada amostra comercial foi diluída para um volume de 1000 ml. Em seguida, todos os grupos titularam alíquotas de 20,0 ml com a solução de KMnO 4. A) Escreva a reação química balanceada. B) Esboce o esquema do procedimento experimental. C) Utilizando-se o valor da concentração real da solução de KMnO 4, calcule o volume esperado para ser gasto na dosagem das amostras comerciais de H 2 O 2 nas concentrações de 3 e 6% (m/v). D) Na análise quantitativa, uma das turmas de Q. Analítica consumiu, até observar o ponto de viragem, os seguintes volumes médios da solução de KMnO 4 : 1,82 ml para a amostra de 10 volumes e 3,90 ml para a amostra de 20 volumes. Calcule a porcentagem de H 2 O 2 em ambas as amostras. Utilize o valor da concentração real da solução de KMnO 4, calculada no item anterior. E) Expresse a resposta do item anterior em função do volume de O2 liberado na decomposição da solução de H 2 O Quais os três métodos volumétricos de precipitação!? 37. Quais os indicadores utilizados em cada um dos métodos referentes à questão anterior?! 38. De modo a determinar o teor de NaCl, uma alíquota de 10,0 ml de soro fisiológico foi diluída para um volume de 100,0 ml. Em seguida, transferiu-se 20,0 ml da solução diluída para um erlenmeyer. Antes da titulação, adicionou-se ao erlenmeyer: (i) 7,0 ml de uma solução de AgNO 3 0,101 mol/l, (ii) 5 ml de HNO 3 6 mol/l e (iii) 1,0 ml de uma solução de Fe(NO 3 ) 3. A solução contida no erlenmeyer foi titulada com uma solução de KSCN 0,105 mol/l. O volume gasto foi igual a 4,21 ml. A) Escreva todas as reações presentes na titulação. B) Calcule o teor de NaCl no soro fisiológico.