Exerccios_especiais_)

Prévia do material em texto

QUÍMICA ANALÍTICA – EXERCÍCIOS ESPECIAIS 012023
Instruções: Some os valores relativos às questões corretas e coloque a resposta no final.
EI
01 A água do mar contém 2,7 g de sal (cloreto de sódio, NaCl) por 100 mL (= 100 × 10-3 L). A concentração molar do oceano é 0,46 M. 
02 O MgCl2 tem uma concentração molar no oceano de 0,052 M. A massa do sal em 25 mL de água do mar é 0,12 g.
04 O HCl concentrado (37% em peso e densidade 1,19 g/mL) apresenta uma concentração molar de 12,1 M.
08 A concentração do C29H60 na água da chuva em Hannover, Alemanha foi determinada como sendo 34 ppb. A concentração mmolar é 8,3 × 10-8 mM.
16 Sulfato pentahidratado de cobre (II), CuSO4•5H2O, tem 5 moles de H2O para cada mol de CuSO4 no cristal sólido. A massa molar do CuSO4•5H2O ( = CuSO9H10) é 249,69 g/mol. O sulfato de cobre (II) sem água no cristal é dito ser anidro e tem a fórmula CuSO4. Dissolvendo-se 100 mg de CuSO4•5H2O em 500 mL de água tem-se uma solução de Cu2+ 8,00 mM.
32 A diluição de 8,26 mL de HCl concentrado para um litro de solução produz uma solução desse ácido a 0,100 M.
64 Uma solução de amônia em água é chamada “hidróxido de amônio” em função do equilíbrio: 
NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-
A densidade do hidróxido de amônio, que contém 28% em peso de NH3, é 0,899 g/mL. O volume de NH3 concentrado necessário para preparar 500,0mL de uma solução de NH3 0,250 M é 8,45 mL.
R = 
EII
01 O ferro de tabletes usados como suplemento alimentar pode ser medido através de análise química. Tabletes contendo fumarato de ferro (II), Fe2+C4H2O4- e material inerte são misturados com 150 mL de HCl 0,100 M para dissolver o Fe2+. A solução é filtrada para remover o material insolúvel. O ferro (II) no líquido claro é oxidado a ferro (III) com excesso de peróxido de hidrogênio.
2Fe2+ + H2O2 + 2H+ 2Fe3+ + 2H2O
Em seguida é adicionado hidróxido de amônio para precipitar o óxido de ferro (III) hidratado, que é um gel. O gel é filtrado e aquecido numa mufla para convertê-lo num sólido puro, fe2O3.
Fe3+ + OH- (x-1)H2O FeOOH •xH2O (s) Fe2O3(s)
Considere que cada tablete fornece cerca de 15 mg. A quantidade de tabletes necessária para produzir 0,25 g do produto Fe2O3 é 12 tabletes. 
02 A massa de uma solução de H2O2 (3% em peso) necessária para produzir 12 tabletes de ferro com excesso de 50% do reagente é 2,7 g.
04 Considerando que a massa final de Fe2O3 foi 0,277 g, a massa de ferro por tablete usado na dieta é 16,1 mg.
08 A concentração molar de uma solução de metanol (CH3OH, densidade = 0,7914 g/mL) em clorofórmio preparada quando 25 mL de metanol é diluído para 500 mL é 1,23 M.
16 É necessária uma alíquota de 4,5 mL de HBr 48% em peso (densidade = 1,50 g/mL) para preparar 0,250 L de uma solução 0,160 M.
32 Numa solução que contém 12,6 ppm de Ca(NO3)2 dissolvido apresenta 25,2 ppm de NO3-.
64 3,2 L é o volume máximo de hipoclorito de sódio 0,25 M que pode ser preparado a partir da diluição de 1 L de NaOCl 0,8 M.
R = 
EIII
01 A concentração molar do Hg22+ em equilíbrio com Cl- 0,1 M numa solução de KCl contendo excesso, não dissolvido de Hg2Cl2(s) é 1,2 × 10-16. 
 02 Numa solução saturada de Hg2Cl2 a concentração molar do Hg22+ é, aproximadamente, 6,7 × 10-7 M.
 04 Kb para o íon acetato é 5,7 × 10-10.
 08 Se Kb para o metilamina é 4,47 × 10-4, então Ka para o metilamônio é 2,2 × 10-11.
16 O pH do ácido o-hydroxybenzóico (Ka = 1,07 x 10-3) 0,0500 M é, aproximadamente 2,14.
32 Os sais haletos de amônio dissociam-se completamente em água, como por exemplo o (CH3)3NH+ e Cl-. O íon trimetilamônio é um ácido fraco, sendo o trimetilamina, (CH3)3N, a base fraca. Assim, o pH de uma solução de cloreto de trimetilamônio 0,050 M (pKa = 9,799) é 8,45.
64 O pH da cocaína (C17H21NO4) 0,0372 M é 3,51.
R = 
EIV
01 Apenas 83% da cocaína reage conforme os dados do item 64 da questão anterior.
02 O pH do o-hydroxybenzoato 0,0500 M é, aproximadamente, 8,62.
04 O pH do p-hydroxybenzoato 0,0500 M é, aproximadamente, 7,83.
08 O pH do NH3 0,10 M é 2,88.
16 A enzima chymotrypsin que quebra as ligações do amido e que favorece a digestão de proteínas no nosso organismo tem uma atividade máxima em pH em torno de 6 ou 10.
32 Um excelente tampão para a determinação da atividade da chymotrypsin é o TRIS.
64 A proporção da base fraca (OCl-) para o ácido fraco (HOCl) na equação de Herderson-Hasselbalch num pH de 6,20 é 0,047.
 R = 
 EV
 01 O pH de um tampão Tris (12.43 g tris) mais
 4.67 g tris hydrochloride é 8,072.
02 O pH de um tampão Tris/ Tris hydrochloride é 8,61 se as concentrações do ácido e da base fracas são iguais.
 04 A adição de 12 mL de HCl 1,0 M no tampão do item 01 reduz o pH em 0,20 unidades.
 08 A adição de 32 mL de NaOH 0,500 M a 10,0 g de Tris-cloridrato (250 mL solução final) baixa o pH para 7,60.
 16 O pH de uma solução de 1,23 g 2-nitrophenol (massa molar 139.11 g/mol) em 0,250 L é, aproximadamente, 4,34.
 32 O pH do o-cresol 0,010 M é 6.16. O Pka é, aproximadamente, 10,32.
 64 O pH do butanoato de sódio (o sal sódico do ácido butanoico, também chamado ácido butírico) a 0,050 M é, aproximadamente, 8,76.
R = 
EVI
01 O pH do etilamina 0,10 M é 11,82. O pKb do etilamina é 4,7 × 10-4.
02 O pH do cloreto de etilamônio do item 01 é, aproximadamente, 5,84.
04 A concentração de íon hidróxido numa solução em que a concentração de íon hidrônio é 6,12 × 10-5 é 1,63 × 10-10.
08 Suco gástrico, vinagre, água da chuva e leite têm pH ácido. Sangue, água do mar, leite de magnésia e água sanitária têm pH básico.
16 O valor de Kb para a priridina, C5H5N é 1,69 × 10-9. 
32 o valor de Kb para o fosfato de dihidrogênio, H2PO4- é 1,41 × 10-12.
64 A solubilidade do Pb(IO3)2 em 500 mL de água pura é 9,22 mg.
R = 
EVII
01 A solubilidade do Pb(IO3)2 em solução 0.10 M
em Pb(NO3)2 é 50 vezes maior em relação à solubilidade em água pura.
02 A solubilidade do Pb(IO3)2 em solução 0.10 M
em Pb(NO3)2 é 50 vezes menor em relação à solubilidade em água pura.
 04 A solubilidade do Pb(IO3)2 em solução 1,0 × 10-4 M
 em Pb(NO3)2 é 2,3 × 10-5 M.
 08 O pH de uma solução de HF 1,0 M é, aproximadamente, 1,61.
 16 O pH de uma solução de NH3 0,050 M é, aproximadamente, 10,97.
 32 O pH do tampão ácido acético/acetato de sódio quando as concentrações do ácido fraco e da base fraca são iguais é 4,67.
 64 O pH do tampão acima reduz-se para 4,67 quando 10% do acetato é convertido em ácido acético.
R = 
EVIII
01 O pH de um tampão que é 0,020 M em NH3 e 0,030 M em NH4Cl é, aproximadamente, 9,06.
02 O pH do tampão acima após a adição de 1,00 mL de NaOH 0,10 M a 0,10 L do tampão é 9,10.
04 O pH aproximado do C5H5N 0,010 M é 8,62.
08 A solubilidade do Hg2Cl2 em água pura é 6,7 × 10–7 M
16 A solubilidade do Hg2Cl2 saturado em solução de Hg2(NO3)2 0,025 M é 3.5 × 10–9 M
32 A solubilidade do Hg2Cl2 saturado em solução de NaCl 0,050 M é 4.8 × 10–16 M.
64 O pH de 100 mL de um tampão formado por ácido fórmico 0,025 M e formiato de sódio 0,015 M é 3,52.
R = 
EIX
01 Considere o íon Pb2+ em solução aquosa como analito. Neste caso não podemos isolar o íon por filtração porque o Pb2+está dissolvido na matriz da solução. Uma alternativa é medir a massa do analito após a sua conversão para uma forma sólida. Um par de eletrodos de Pt pode ser suspenso na solução com potencial positivo e tempo suficientes, forçando a reação a se completar conforme
Pb2+(aq) + 4H2O(l) PbO2(s) + H2(g) + 2H3O+
O íon Pb2+ oxida-se em solução produzindo o PbO2(s) e deposita-se no eletrodo de Pt servindo como ânodo. A pesagem do eletrodo de Pt antes e depois de aplicar o potencial, a diferença nas duas medidas fornece a massa de PbO2 e, estequiometricamente, pode-se calcular a massa de Pb2+. 
02 Uma maneira fácil e rápida de determinar o conteúdo de umidade de uma amostra de alimento é medir a massa antes e depois do aquecimento. A mudança de massa indica a quantidade de água originalmente presente no alimento.
04 Fosfito, PO33-, reduz o Hg2+ a Hg22+. Na presença de Cl-, o Hg22+ forma oprecipitado sólido Hg2Cl2. 
2HgCl2(aq) + PO33–(aq) + 3H2O(l) Hg2Cl2(s) + 2H3O+(aq) + 2Cl–(aq)+ PO43–(aq)
Se HgCl2 é adicionado em excesso, cada mol de PO33- produz um mol de Hg2Cl2. Assim, a massa do precipitado fornece uma medida indireta da massa de PO33- presente na amostra original.
08 A quantidade de carbono num composto orgânico pode ser determinada usando a energia química da combustão para converter C a CO2. 
16 A gravimetria de precipitação é baseada na estequiometria entre a massa do analito e a massa do precipitado. Assim, o precipitado deve ser livre de impurezas. Qualquer impureza presente na matriz do precipitado deve ser removida antes da sua pesagem. A principal fonte de impurezas resulta das interações química e física que ocorrem na superfície do precipitado. 
32 Uma rocha contendo ferro, Fe3O4, foi analisada através da dissolução de 1,5419 g da amostra em HCl concentrado, produzindo uma mistura de Fe2+ e Fe3+. Após a adição de HNO3 para oxidar qualquer quantidade de Fe2+ a Fe3+, a solução foi diluída em água e o Fe3+ precipitado como Fe(OH)3 através da adição de NH3. Após a filtragem e lavagem, o resíduo foi submetido à secagem em temperatura elevada, produzindo 0,8525 g de Fe2O3. A percentagem de Fe3O4 na amostra é inferior a 50%.
64 Uma amostra (0,1392 g) impura de Na3PO3 foi dissolvida em 25 mL de água. Em seguida, preparou-se uma solução contendo 50 mL de cloreto de mercúrio (II) a 3% w/v, 20 mL de acetato de sódio (10% w/v) e 5 mL de ácido acético glacial. A solução de fosfito foi adicionada gota a gota à segunda solução oxidando o PO3- a PO4- e precipitando o Hg2Cl2, conforme equação química abaixo. Depois da filtração, secagem e aquecimento, o precipitado Hg2Cl2 foi então pesado dando 0,4320 g. A pureza original da amostra em termos de Na3PO3 (% w/w) foi de 97,27%.
2HgCl2(aq) + PO33–(aq) + 3H2O(l) Hg2Cl2(s) + 2H3O+(aq) + 2Cl–(aq)+ PO43–(aq)
R = 
EX
Enunciado: Uma síntese do termograma da mudança de massa de uma amostra de oxalato de cálcio monohidratado, CaC2O4 ⋅ H2O, é mostrado abaixo. A amostra original pesou 24,60 mg e foi aquecida da temperatura do laboratório até 1000 ºC a taxa de 5 ºC min-1. 
Perda de 3,03 mg de 100 – 250 ºC
Perda de 4,72 mg de 400 – 500 ºC
Perda de 7,41 mg de 700 – 850 ºC
01 A perda de 3,03 mg corresponde à redução de 12,32% da massa original da amostra.
02 A perda verificada entre 100 – 250 ºC corresponde a 18,00 g/mol do composto original e corresponde a perda de água.
04 A perda de 4,72 g corresponde à redução de 19,19% e corresponde a 28,04 g/mol.
08 A perda do item 04 corresponde ao CO e leva à formação do CaCO3.
16 A perda de 7,41 mg corresponde à redução de 30.12% da massa original.
32 A perda do item 16 corresponde a 44.01 g/mol, sugerindo a perda de CO2.
64 O produto final é o CaO.
R = 	
QUÍMICA ANALÍTICA 
–
 
EXERCÍCIOS ESPECIAIS 01
2023
 
Instruções:
 
Some os valores relativos às questões corretas e coloque a resposta no 
final.
 
EI
 
01
 
A água do mar contém 2,7 g de sal (cloreto de sódio, NaCl) por 100 mL (= 100 
× 10
-
3
 
L). 
A concentração molar do oceano é 0,46 M. 
 
02
 
O MgCl
2
 
tem uma concentração molar no oceano de 0,052 M. A massa do sal 
em 25 mL de água do mar é 0,1
2
 
g.
 
04
 
O
 
HCl concentrado (37% em peso e densidade 1,19 g/mL) apresenta uma 
concentração molar de 12,1 M.
 
08
 
A concentração do 
C
29
H
60
 
na água da chuva em Hannover, Alemanha foi 
determinada como sendo 34 ppb. A concentração mmolar é 
8,3 
×
 
10
-
8
 
mM.
 
16
 
Sulfato pentahidratado de cobre (II), 
CuSO
4
•
5H
2
O
, tem 5 moles de H
2
O para 
cada mol de CuSO
4
 
no cristal sólido. 
A massa molar do 
CuSO
4
•
5H
2
O 
( = 
 
CuSO
9
H10) é 249
,
69 g/mol. O sulfato de 
c
obre (II) sem água no cristal é dito ser 
anidro e tem a fórmula CuSO
4
. Dissolvendo
-
se 100 mg de CuSO
4
•
5H
2
O em 500 
mL de água tem
-
se
 
uma solução de Cu
2+ 
8
,
00 mM.
 
32
 
A diluição de 8,26 mL de HCl concentrado para um litro de solução produz 
uma solução desse ácido a 0,100 M.
 
64
 
Uma solução de amônia em água é cham
a
da “hidróxido de amôni
o” em 
função do equilíbrio: 
 
NH
3
 
+ H
2
O 
?
 
NH
4
+
 
+ OH
-
 
A densidade do hidróxido de amônio
, que contém 28% em peso de NH
3
, é 0,899 
g/mL. O volume de NH
3
 
concentrado necessário para preparar 500,0mL de uma 
solução de NH
3
 
0,250 M é 8,45 mL.
 
R = 
 
EII
 
01
 
O ferro de tabletes usados como suplemento alimentar pode ser medido 
através de análise química. Tabletes contendo fumarato de ferro (II), Fe
2+
C
4
H
2
O
4
-
 
e material inerte 
são
 
misturados com 150 mL de HCl 0,100 M para dissolver o Fe
2+
. 
A solução é filtrada pa
ra remover o material insolúvel. O ferro (II) no líquido claro 
é oxidado a ferro (III) com excesso de peróxido de hidrogênio.
 
2F
e
2+
 
+ H
2
O
2
 
+ 2H
+
 
à
 
2Fe
3+
 
+ 2H
2
O
 
Em seguida
 
é adicionado hidróxido de amônio 
para precipitar o óxido de ferro 
(III) 
hidratado, que é um gel. O gel é filtrado e aquecido num
a
 
mufla
 
para 
convertê
-
lo num sólido puro, fe
2
O
3
.
 
QUÍMICA ANALÍTICA – EXERCÍCIOS ESPECIAIS 012023 
Instruções: Some os valores relativos às questões corretas e coloque a resposta no 
final. 
EI 
01 A água do mar contém 2,7 g de sal (cloreto de sódio, NaCl) por 100 mL (= 100 
× 10
-3
 L). A concentração molar do oceano é 0,46 M. 
02 O MgCl
2
 tem uma concentração molar no oceano de 0,052 M. A massa do sal 
em 25 mL de água do mar é 0,12 g. 
04 O HCl concentrado (37% em peso e densidade 1,19 g/mL) apresenta uma 
concentração molar de 12,1 M. 
08 A concentração do C
29
H
60
 na água da chuva em Hannover, Alemanha foi 
determinada como sendo 34 ppb. A concentração mmolar é 8,3 × 10
-8
 mM. 
16 Sulfato pentahidratado de cobre (II), CuSO
4
•5H
2
O, tem 5 moles de H
2
O para 
cada mol de CuSO
4
 no cristal sólido. A massa molar do CuSO
4
•5H
2
O ( = 
CuSO
9
H10) é 249,69 g/mol. O sulfato de cobre (II) sem água no cristal é dito ser 
anidro e tem a fórmula CuSO
4
. Dissolvendo-se 100 mg de CuSO
4
•5H
2
O em 500 
mL de água tem-se uma solução de Cu
2+ 
8,00 mM. 
32 A diluição de 8,26 mL de HCl concentrado para um litro de solução produz 
uma solução desse ácido a 0,100 M. 
64 Uma solução de amônia em água é chamada “hidróxido de amônio” em 
função do equilíbrio: 
NH
3
 + H
2
O ? NH
4
+
 + OH
- 
A densidade do hidróxido de amônio, que contém 28% em peso de NH
3
, é 0,899 
g/mL. O volume de NH
3
 concentrado necessário para preparar 500,0mL de uma 
solução de NH
3
 0,250 M é 8,45 mL. 
R = 
EII 
01 O ferro de tabletes usados como suplemento alimentar pode ser medido 
através de análise química. Tabletes contendo fumarato de ferro (II), Fe
2+
C
4
H
2
O
4-
 
e material inerte são misturados com 150 mL de HCl 0,100 M para dissolver o Fe
2+
. 
A solução é filtrada para remover o material insolúvel. O ferro (II) no líquido claro 
é oxidado a ferro (III) com excesso de peróxido de hidrogênio. 
2Fe
2+
 + H
2
O
2
 + 2H
+
  2Fe
3+
 + 2H
2
O 
Em seguida é adicionado hidróxido de amônio para precipitar o óxido de ferro 
(III) hidratado, que é um gel. O gel é filtrado e aquecido numa mufla para 
convertê-lo num sólido puro, fe
2
O
3
.