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Química

Professor: Allan Rodrigues

Exercícios de Equilíbrio Iônico II

1

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Com relação às funções inorgânicas, assinale a alternativa um ácido fraco e uma base forte. b) O sal 4

incorreta

. a) O acetato de sódio é um sal de características básicas, pois é resultante da reação entre 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 ZnO 2 2 , caracterizando o óxido de zinco como óxido anfótero. e) As substâncias 3 2 2 3 3 podem ser classificadas como óxido ácido, óxido básico, óxido anfótero, sal neutro e sal básico, respectivamente. 2

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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 formação de um sistema HCO 3 1  3 2

Disponível em: http://qnint.sbq.org.br/qni/visualizarConceito.php?idConceito=27 (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: CaCO 3        Ca 2   HCO 3 1     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

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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. Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.

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Um litro de solução contém 1,24 g de ácido carbônico e 16,8 g de bicarbonato de sódio. Sabendo se que Ka  7 determine o pOH dessa solução-tampão. (Considere: Log 2 = 0,3) a) 7,7 b) 7,4 c) 6,6 d) 6,3 4

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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 a) 10 b) 10 c) 10 d) 10 e) 10 –8 –7 –6 –5 –4 –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 5

.

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 (Na 2 S (aq) ), uma vez que os sulfetos desses metais podem se precipitar e serem facilmente removidos por filtração. Considerando os dados a seguir:

Sal

CdS HgS

Constantes do produto de Solubilidade Kps (mol/L) 2

25°C   28   54 CdS (s) Cd 2  (aq)  S 2  (aq) k ps  [Cd 2  2  ] a) Explique, baseado nos valores de Kps, qual sal se precipitará primeiro ao se adicionar o sulfeto de sódio à amostra de água contaminada? Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.

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b) Suponha que a concentração de Cd 2+ na amostra é de 4,4 10  8 mol / L.

Calcule o valor da concentração de S 2 a partir da qual se inicia a precipitação de CdS (s) . 6

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Uma solução aquosa saturada em fosfato de estrôncio [Sr 3 (PO 4 ) 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 pK PS(25°C) do Sr 3 (PO 4 ) 2 . Dado: K PS = 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 Química? As questões a seguir são exemplos de como o conhecimento químico é ou pode ser usado nesse contexto. 7

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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 8,3 × 10 -17 a 25 ° C. Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.

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Gabarito

1. B O sal é classificado como sal ácido, pois sua dissolução em água aumenta a concentração do íon hidrogênio em solução: NH 4   C   H   C   NH 3 NH 4  H  meio ácido  NH 3  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  HCO 3   ácido carbônico  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: n 3  1,24 62  0,02 mol n NaHCO 3  16,8  0,2 mol 84 Para 1 L de solução, teremos : 3  0,02 mol / L  0,2 mol A partir da equação de Henderson-Hasselbach, vem: pK a    7 ) pK a 0,3  6,7 pH  pK a  [sal] log [ácido] pH  6,7  log 0,2 0,02 pH   14 7,7  pOH  14  7,7 pOH  6,3  6,3 6,7  log10 4. C A partir da hidrólise do benzoato de sódio 2 teremos: Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.

2   Na  2  0,01 mol / L  x  Na   OH   OH   2  x 0 0  x x x 2

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K h   7 5 [C H O 2  ] K h  x 2 0,01  x.x

 x 2 0,01 10  10  2 x 2 10  2  10  6 10  6 mol / L.

5.

a)   54 <   28 . Conclui-se que o HgS precipitará primeiro, pois seu Kps é menor do que o do CdS. b) Teremos: k ps (CdS) [S 2  ]    28 [Cd 2  ]  CdS (s) k ps  [Cd 2  Cd 2  (aq)  2  ] S 2  (aq)  28   8 mol / L.

 8  [S 2  ]  20   21 mol / L 6. D Teremos a seguinte equação química para o equilíbrio em solução aquosa: Sr 3 (PO 4 ) 2 3Sr 2+ + 2PO 4 3 1 mol 3 mol 2 mol 2,5x10 -7 M 7,5x10 -7 M 5,0x10 -7 M K PS = [Sr 2+ ] 3 [PO 4 3 ] 2 K PS = (7,5 x 10 -7 ) 3 (5,0 x 10 -7 ) 2 K PS = 1,055 x 10 -31 pK PS = – logK PS pK PS = – log(1,055 x 10 -31 ) pK PS = –[log1,055 + log10 -31 ] pK PS = 31 – log1,055  31 7.

a) Incorreta, porque iodeto de prata passa a fazer parte da água da chuva, mudando sua Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.

composição. b) Teremos a seguinte proporção estequiométrica: AgI (s) Ag + (aq) + I – (aq)

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1 mol 1 mol 1 mol Portanto o K PS poderá ser dado por: K PS = [Ag + ].[I – ] Para uma solução saturada, teremos: [Ag + ] = [I – ] = x K PS = [Ag + ].[I – ] 8,3.10

–17 = x.x x 2 = 8,3.10

–17 x = 8,3.10

 17  9,1.10

-9 mol. L -1 A concentração de iodeto de prata numa solução saturada a 25 ºC será igual a 9,1.10

–9 mol.L

–1 . Este conteúdo pertence ao Descomplica. É vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.