ESCOLA SECUNDÁRIA DE CASQUILHOS FQA FICHA DE EXERCÍCIOS DE EXAME UNIDADE 2 - QUÍMICA 10.março. 2016 11.º Ano Turma B Professor: Duração da prova: 90 minutos. NOME: Nº 1 1. O amoníaco é uma base, segundo a teoria de Brönsted-Lowry, sendo a sua reação de ionização em água traduzida pela seguinte equação: NH 3 (aq) + H 2 O(l) NH 4 + (aq) + OH (aq) 1.1. Considerando que a espécie NH 3 (aq) é uma base mais fraca do que a espécie OH (aq), selecione a alternativa que corresponde a uma afirmação correta. (A) A espécie NH 3 (aq) aceita iões H + com maior facilidade do que a espécie OH (aq). (B) A espécie NH 4 + (aq) cede iões H + com maior facilidade do que a espécie H 2 O(l). (C) A espécie H 2 O(l) aceita iões H + com maior facilidade do que a espécie NH 3 (aq). (D) A espécie OH (aq) cede iões H + com maior facilidade do que a espécie NH 4 + (aq). 1.2. Uma solução aquosa de amoníaco tem ph igual a 10,95, a 25 ºC. Calcule a concentração da espécie NH 3 (aq) nessa solução. K b (NH 3 ) = 1,8 10 5 (a 25 ºC) 2. O amoníaco, resultante da decomposição da ureia presente na urina, é um dos responsáveis pelo odor desagradável nas casas de banho. A sua ionização em água pode ser traduzida por NH 3 (aq) + H 2 O(l) NH + 4 (aq) + OH (aq) Indique um dos pares conjugados ácido-base envolvidos nesta reação. 3. O amoníaco dissolve-se em água, dando origem a uma solução básica. A constante de basicidade de NH 3 (aq) é 1,8 10-5, a 25 ºC. 3.1. O carácter básico de uma solução de amoníaco deve-se à reação de NH 3 (aq) com a água. Essa reação corresponde a um processo de (A) dissociação completa. (B) dissociação parcial. (C) ionização completa. (D) ionização parcial. 1
3.2. A constante de acidez do ácido conjugado de NH 3 (aq), a 25 ºC, é 4. Com o objetivo de estudar o ph de soluções aquosas, um grupo de alunos realizou várias medições, utilizando um sensor devidamente calibrado. Os alunos começaram por medir o ph de uma amostra de água mineral. Os valores de ph obtidos em três ensaios, a 25 ºC, encontram-se registados na tabela seguinte. 4.1. Obtenha o resultado da medição de ph e exprima esse resultado em função do valor mais provável e da incerteza absoluta. 4.2. Em seguida, os alunos mediram, a 25 ºC, o ph ao longo do tempo de uma outra amostra de água mineral. A esta amostra foi sendo adicionado dióxido de carbono, CO 2 (g), durante o intervalo de tempo em que decorreu a experiência. A Figura seguinte apresenta o gráfico do ph da amostra de água em função do tempo. A variação de ph que se observa entre os instantes t = 1800 s e t = 6000 s traduz, em relação à concentração hidrogeniónica, (A) um aumento de vinte vezes. (B) um aumento de cem vezes. (C) uma diminuição de duas vezes. (D) uma diminuição de mil vezes. 2
5. O ácido sulfúrico, H 2 SO 4 (aq), é um ácido diprótico que se ioniza em água em duas etapas sucessivas, traduzidas por H 2 SO 4 (aq) + H 2 O(l) HSO 4 (aq) + H 2 O(l) HSO 4 (aq) + H 3 O + (aq) SO 4 2 (aq) + H 3 O + (aq) Na primeira etapa de ionização, o H 2 SO 4 (aq) comporta-se como um ácido forte, podendo considerar-se a sua ionização completa. Na segunda etapa, a espécie HSO 4 (aq) comporta-se como um ácido fraco. 5.1. Identifique um par conjugado de ácido-base nas reações acima representadas. 5.2. O ph de uma solução aquosa de ácido sulfúrico é determinado pela concentração hidrogeniónica total, que depende da contribuição das duas etapas de ionização a concentração hidrogeniónica resultante da segunda etapa é adicionada à concentração resultante da primeira. Considere uma solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração 0,010 mol dm 3 na qual a concentração de equilíbrio final da espécie HSO 4 (aq) é 3,5 10 3 mol dm 3. Determine o ph da solução aquosa de ácido sulfúrico, a 25 ºC. 6. Considere uma amostra A de água da chuva, que apresenta um valor de ph igual a 5,6, à temperatura de 25 ºC. Selecione a alternativa que corresponde ao valor correto de ph de uma amostra B de água da chuva, poluída, cuja concentração em iões H + é 100 vezes maior do que a que existe na amostra A, à mesma temperatura. (A) 2,0 (B) 2,6 (C) 3,6 (D) 7,6 7. O ácido acético, CH 3 COOH, apresenta um cheiro muito característico, sendo um componente dos vinagres. É também um ácido correntemente usado em laboratório. A reação de ionização do ácido acético em água é uma reação incompleta, que pode ser representada por: CH 3 COOH(aq) + H 2 O(l) CH 3 COO (aq) + H 3 O + (aq) 7.1. Selecione a única alternativa que identifica corretamente um par conjugado ácidobase, naquela reação. (A) H 3 O + (aq) e H 2 O(l) (B) CH 3 COOH(aq) e H 3 O + (aq) (C) CH 3 COOH(aq) e H 2 O(l) (D) H 2 O(l) e CH 3 COO (aq) 3
7.2. Dissolvendo 5,00 10 2 mol de ácido acético, em água, para um volume total de solução igual a 0,500 dm 3, obtém-se uma solução cujo ph é igual a 2,88, a 25 ºC. Calcule a concentração de ácido acético não ionizado, na solução obtida. 8. O grau de acidez de um vinagre é expresso em termos da massa de ácido acético, em gramas, existente em 100 cm 3 desse vinagre. Para determinar o grau de acidez de um vinagre comercial, começou por se diluir esse vinagre 10 vezes, obtendo-se um volume total de 100,0 cm 3. Em seguida, fez-se a titulação da solução diluída de vinagre, com uma solução de hidróxido de sódio, NaOH, de concentração conhecida. 8.1. Selecione a única alternativa que refere o material de laboratório necessário para efetuar, com rigor, a diluição acima referida. (A) Proveta de 10,0 ml, pipeta de 100,0 ml, pompete. (B) Balão volumétrico de 100,0 ml, pipeta de 10,0 ml, pompete. (C) Proveta de 100 ml, pipeta de 10,0 ml, pompete. (D) Balão volumétrico de 10,0 ml, pipeta de 100,0 ml, pompete. 8.2. Considere que o ph no ponto de equivalência da titulação da solução diluída de vinagre é igual a 8,8, a 25 ºC. Indique, justificando com base na informação contida na tabela seguinte, qual dos indicadores é adequado para assinalar o ponto de equivalência daquela titulação. 8.3. Desprezando a contribuição de outros ácidos presentes no vinagre, a titulação efetuada permitiu determinar a concentração de ácido acético, CH 3 COOH (M = 60,06 g mol 1 ), na solução diluída de vinagre, tendo-se obtido o valor 7,8 10 2 mol dm 3. Calcule o grau de acidez do vinagre comercial utilizado. 9. O produto iónico da água, Kw, é a constante de equilíbrio definida para a reação de auto ionização da água que pode ser traduzida por: O gráfico da figura seguinte representa o produto iónico da água, K w, em função da temperatura. 4
9.1. Determine o ph de uma amostra pura de água à temperatura de 40 ºC. 9.2. Selecione a única opção que contém os termos que preenchem, sequencialmente, os espaços seguintes. O ph de uma amostra pura de água à medida que a temperatura aumenta, alteração do carácter neutro da água. (A) aumenta havendo (B) diminui não havendo (C) diminui havendo (D) aumenta não havendo 9.3. Conclua, justificando, se a reação de auto ionização da água é endotérmica ou exotérmica. 10. A água é uma espécie química anfotérica (ou anfiprótica), porque, em reações de ácidobase, (A) se comporta sempre como um ácido. (B) se comporta sempre como uma base. (C) se pode comportar como um ácido ou como uma base. (D) nunca se comporta como um ácido nem como uma base. 11. Numa solução aquosa ácida, a 25 ºC, verifica-se a relação 5
12. O hidróxido de sódio, NaOH, é uma base que, em solução aquosa, se encontra (A) totalmente ionizada. (B) parcialmente ionizada. (C) parcialmente dissociada. (D) totalmente dissociada. 13. O cianeto de hidrogénio dissolve-se em água, dando origem ao ácido cianídrico, HCN(aq), um ácido monoprótico fraco, cuja constante de acidez é 4,9 10-10, a 25 ºC. A reação do ácido cianídrico com a água pode ser traduzida por HCN(aq) + H 2 O(l ) CN - (aq) + H 3 O + (aq) Escreva a equação química que traduz a reação do ião cianeto, CN - (aq), com a água. Refira, justificando, se esse ião se comporta, nessa reação, como um ácido ou como uma base segundo Brönsted-Lowry. 14. O ácido nitroso, HNO 2 (aq), é outro ácido monoprótico fraco, cuja constante de acidez é 4,5 10-4, a 25 ºC. A reação do ácido nitroso com a água pode ser traduzida por HNO 2 (aq) + H 2 O(l ) NO 2 - (aq) + H 3 O + (aq) 14.1. Comparando, em termos das respetivas ordens de grandeza, a força do ácido nitroso com a força do ácido cianídrico, conclui-se que o ácido nitroso é cerca de (A) 10 6 vezes mais forte do que o ácido cianídrico. (B) 10 4 vezes mais forte do que o ácido cianídrico. (C) 10 6 vezes mais fraco do que o ácido cianídrico. (D) 10 4 vezes mais fraco do que o ácido cianídrico. 14.2. Considere uma solução de ácido nitroso cujo ph, a 25 ºC, é 2,72. Determine a concentração inicial de HNO 2 na solução, à mesma temperatura. 6