LISTA DE EXERCÍCIOS 05- Cap. 3 Equilibrio iônico em solução aquosa 3.1a 3.3 (Russel pag.173-176)-respostas

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Química Geral Teórica II
LISTA DE EXERCÍCIOS 05- Cap. 3 – Equilíbrio iônico em solução aquosa– 3.1 a 3.3 (Russel pag. 173-176)
* 15.1 Calcule o pH de uma solução na qual a concentração hidrogeniônica é:
(a) 1,0 mol/L pH = - log[H+] pH = 0,0
(b) 4,6 x 10-3 mol/L pH = 2,34
(c) 6,0 x 10-9 mol/L pH = 8,22
(d) 2,2 x 10-12 mol/L. pH = 11,66
* 15.2 Determine a concentração hidrogeniônica em uma solução que tem um pH de:
(a) 2,22 [H+] = 10-pH = 6,0 x 10-3 mol L-1
(b)4,44 [H+] = 10-pH = 3,6 x 10-5 mol L-1
(c) 6,66 [H+] = 10-pH = 2,2 x 10-7 mol L-1
(d) 12,12. [H+] = 10-pH = 7,6 x 10-13 mol L-1
* 15.3 Calcule a concentração de íons hidróxido em uma solução que tem um pH de
(a) 4,32 pH + pOH = 14 pOH = 14,00-4,32= 9,68 [OH-] = 10-pOH = 2,1 x 10-10 mol L-1
(b) 6,54 pOH = 14,00-6,54= 7,46 [OH-] = 10-pOH = 3,5 x 10-8 mol L-1
(c) 4,00
(d) 3,21.
* 15.4 Calcule o pOH de uma solução que tem uma concentração hidrogeniônica de:
(a) 2,1 x 10-2 mol/L pH = - log[H+] pH = 1,68 pOH = 14,0 – 1,68= 12,32
(b) 5,6 x 10-6 mol/L
(c) 9,0 x 10-10 mol/L pH = - log[H+] pH = 9,05 pOH = 14,0 – 9,05= 4,95
(d) 3,9 x 10-14 mol/L
15.5 Calcule o pH de cada uma destas soluções:
(a) 0,14 mol/L HCl [H+ ]= 0,14 mol L-1 pH = - log[H+] pH = 0,85
(b) 3,4 x 10-3 mol/L NaOH [OH- ]= 3,4 x 10-3 mol L-1 pOH = -log[OH-] = 2,5 pH= 14,0-2,5 = 11,5
(c) 0,033 mol/L HNO3 [H+ ]= 0,033 mol L-1 pH = - log[H+] pH = 1,5
(d) 0,065 mol/L Sr(OH)2. [OH- ]= 0,13 mol L-1 pOH = -log[OH-] = 0,89 pH = 14,00-0,89 = 13,11
 Sr(OH)2(aq) → Sr2+(aq) + 2 OH-(aq)
* 15.6 Quanto HCl 3,0 mol/L precisa ser adicionado a 1,000 litro de água para se obter
uma solução cujo pH é 1,50? (Admita volumes aditivos.)
[H+] = 10-pH = 3,2 x 10-2 mol L-1 V1 x M1 = V2 x M2 3,0 x V1 = 3,2 x 10-2 x (V1 + 1,000)
 V1 = 0,011 L ou 11 mL
15.7 Quanto NaOH 5,0 mol/L deve ser adicionado a 475 mL de água para se obter uma solução de pH 10,90?(Admita volumes aditivos.)
[H+] = 10-pH = 1,3 x 10-11 mol L-1 [OH-] = 1,000 x 10-14 / 1,3 x 10-11 = 7,7 x 10-4 mol L-1 
 V1 x M1 = V2 x M2 5,0 x V1 = 7,7 x 10-4 x (V1 + 0,475) 
									V1 = 7,3x10-5 L ou 0,073 mL
* 15.8 A 50°C o produto iônico da água, Kw,é 5,5 x 10-14.Qual é o pH de uma solução neutra a 50°C?
Neutro [H+] = [OH-] Kw = [H+] [OH-] [H+]2 = 5,5 x 10-4 [H+] = 2,3 x 10-7 pH = 6,63
15.9 A constante de autodissociação para amônia líquida é 1,0 x 10-33 a –33°C. Qual é o pH de uma solução neutra em amônia líquida nesta temperatura?
 NH3 + NH3 ⇌ NH4+ + NH2- Kw = [NH4+] [NH2-] [NH4+]2 = 1,0 x 10-33 [NH4+] = 3,16x10-17 mol L-1
 Neutralidade: [NH4+] = [NH2-] pH ou p[NH4+] = 16,5
Ácidos Fracos
* 15.10 Uma solução obtida pela dissolução de ácido acético em água tem um pH de 4,45. Qual é a concentração de íons acetato nessa solução?
HC2H3O2(aq) ⇌ H+(aq) + C2H3O2-(aq) Ka = [H+] [C2H3O2-]/[HC2H3O2]
[H+] = 10-pH = 3,5 x 10-5 mol L-1
[C2H3O2-] = [H+] = 3,5 x 10-5 mol L-1
* 15.11 Uma solução de ácido acético em água tem uma concentração de acetato de 3,35 x 10-3 mol/L. Qual é o pH da solução?
[C2H3O2-] = [H+] = 3,35 x 10-3 mol L-1 pH = - log[H+] pH = 2,475
 
* 15.12 Em certa solução a concentração de equilíbrio de HC2H3O2 é 0,25 mol/L e [C2H3O2–] é 0,40 mol/L. Qual é o pH da solução?
Ka = [H+] [C2H3O2-]/[HC2H3O2] 
 [H+] = ka [HC2H3O2] / [C2H3O2-] = 1,8x10-5 x 0,25 / 0,40 = 1,125x10-5 mol L-1 
 pH = - log[H+] pH = 4,95
* 15.13 Calcule a concentração de íons acetato em uma solução de pH 4,20 na qual [HC2H3O2] = 0,20 mol/L.
[H+] = 10-pH = 6,31 x 10-5 mol L-1
[C2H3O2-] = ka [HC2H3O2] / [H+] = 1,8x10-5 x 0,20 / 6,31 x10-5 = 0,057 mol L-1 
15.14 Determine o pH de cada uma das seguintes soluções:
(a) HC2H3O2 4,9 x 10-1 mol/L
Ka = [H+] [C2H3O2-]/[HC2H3O2] = x2 / 4,9 x 10-1 = 1,8 x 10-5
 X = [H+] = 3,0 x 10-3 pH= 2,52
pH = - log (ka x [ác fraco])1/2 ka < 10-4
(b) HOCl 0,80 mol/L
Ka = 3,2 x 10-8 Ka = [H+] [OCl-]/[HOCl]
pH = -log (3,2 x 10-8 x 0,8)1/2 = 3,79
(c) HClO2 0,20 mol/L.
 Ka = 1,1 x 10-2 Ka = [H+] [O2Cl-]/[HClO2]
Ka = x2 / c-x Ka c – Ka x –x2 = 0 ou x2 + Ka x – Ka c = 0
 x2 + 1,1 x 10-2 – 2,2 x 10-3 = 0
 x1 = 0,042 x2= -0,105 (não)
 x1 = [H+] = 0,042 pH= 1,38
OBS: usando pH = - log (ka x [ác fraco])1/2 o pH = 1,33, um erro de 3,6%
* 15.15 Calcular o pH de cada uma das seguintes soluções:
(a) HC2H3O2 3,9 x 10-1 mol/L
pH = - log (ka x [ác fraco])1/2 pH = -log(1,8x10-5 x 3,9x10-1)1/2
(b) HC2H3O2 2,3 x 10–4 mol/L
15.16 Qual a percentagem de dissociação em:
(a) HC2H3O2 0,25 mol/L
Ka = [H+] [C2H3O2-]/[HC2H3O2] = 1,8 x 10-5
Ka = x2/ 0,25-x 
x2 + Ka x – Ka 0,25= 0 x2 + 1,8x10-5 x – 4,5x10-6= 0
 x = 0,0021 mol L-1
x = (Ka/0,25)1/2 = 0,0021mol L-1
grau de ionização = 0,0021 / 0,25 = 0,0084 ou 0,84%
(b) HC2H3O2 0,025 mol/L
Ka = x2/ 0,025-x 
x2 + Ka x – Ka 0,025= 0 x2 + 1,8x10-5 x – 4,5x10-7= 0
 x = 0,00065 mol L-1
grau de ionização = 0,00065 / 0,025 = 0,026 ou 2,6 %
 (c) HC2H3O2 0,0025 mol/L.
Ka = x2/ 0,0025-x 
x2 + Ka x – Ka 0,0025= 0 x2 + 1,8x10-5 x – 4,5x10-8= 0
 x = 0,00020 mol L-1
grau de ionização = 0,00020/ 0,025 = 0,08 ou 8,0%
15.17 Calcule as concentrações de todas as espécies moleculares e iônicas dissolvidas
nas seguintes soluções:
(a) HCN 1,5 mol/L
(b) H2CO3 1,5 mol/L.
* 15.18 Suponha que 0,29 mol de um ácido monoprótico desconhecido é dissolvido em água suficiente para preparar 1,55 litros de solução. Se o pH da solução é 3,82, qual é a constante de dissociação do ácido?
* 15.19 Igual número de mols do ácido fraco HA e do seu sal NaA são dissolvidos em um copo de água. Se o pH da solução é 3,13, qual é o valor de Ka?
* 15.20 Prepara-se uma solução dissolvendo-se NH3 em água. Se o pH da solução é 10,30, qual é a concentração do íon NH4+ ?
* 15.21 Prepara-se 1,36 litros de uma solução dissolvendo-se NH3 em água. O pH da solução é 11,11. Quantos mols de NH3 oram dissolvidos? 
15.22 Calcule [NH4+] em uma solução na qual [NH3] = 6,9 x 10-2 mol/L e o pH é 9,00.
15.23 Qual é o pH de cada uma das seguintes soluções:
(a) NH3 0,22 mol/L
(b) CH3NH2 0,62mol/L
15.24 Quantos mols de cloreto de amônio deveriam ser adicionados a 25,0 mL de NH3 0,20 mol/L para abaixar seu pH até 8,50? (Admita que não haja variação de volumes.)