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66 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com 2 12,0 10 mo L . a) 10,00060 mo L b) 10,000018 mo L c) 11,8 mo L d) 13,6 mo L e) 10,000060 mo L 12. (Fgv 2015) Estudos ambientais revelaram que o ferro é um dos metais presentes em maior quantidade na atmosfera, apresentando-se na forma do íon de ferro 3 hidratado, 3 2 6[Fe(H O) ] . O íon de ferro na atmosfera se hidrolisa de acordo com a equação 3 2 2 6 2 5[Fe(H O) ] [Fe(H O) OH] H (Química Nova, vol. 25, nº. 2, 2002. Adaptado) Um experimento em laboratório envolvendo a hidrólise de íons de ferro em condições atmosféricas foi realizado em um reator de capacidade de 1,0L. Foi adicionado inicialmente 1,0mol de 3 2 6[Fe(H O) ] e, após a reação atingir o equilíbrio, havia sido formado 0,05mol de íons H . A constante de equilíbrio dessa reação nas condições do experimento tem valor aproximado igual a a) 12,5 10 . b) 32,5 10 . c) 42,5 10 . d) 25,0 10 . e) 35,0 10 . TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Cerca de ¼ de todo o dióxido de carbono liberado pelo uso de combustíveis fósseis é absorvido pelo oceano, o que leva a uma mudança em seu pH e no equilíbrio do carbonato na água do mar. Se não houver uma ação rápida para reduzir as emissões de dióxido de carbono, essas mudanças podem levar a um impacto devastador em muitos organismos que possuem esqueletos, conchas e revestimentos, como os corais, os moluscos, os que vivem no plâncton, e no ecossistema marinho como um todo. 13. (Unicamp) Do ponto de vista químico, inicialmente ocorrem a dissolução do dióxido de carbono gasoso na água e a formação de dióxido de carbono em solução. Uma vez dissolvido na água do mar, o dióxido de carbono reage rapidamente com a água, modificando seu equilíbrio iônico. Assim, a reação do dióxido de carbono com a água a) faz o pH da água aumentar e pode ser representada por CO2(aq) + H2O(aq) → HCO3-(aq) + H+(aq). b) faz o pH da água baixar e pode ser representada por CO(aq) + H2O(aq) → 2H+(aq) + CO2(aq). c) faz o pH da água baixar e pode ser representada por CO2(aq) + H2O(aq) → HCO3-(aq) + H+(aq). d) faz o pH da água aumentar e pode ser representada por CO2(aq) + H2O(aq) → H2CO3(aq). 14. (Enem 2ª aplicação) O rótulo de uma garrafa de água mineral natural contém as seguintes informações: Característica s físico- químicas Valor Composiçã o química mg/L pH a 25 °C 7,54 bicarbonato 93,8 4 cálcio 15,1 3 sódio 14,2 4 condutividade elétrica a 25 °C 151 S / cm magnésio 3,62 carbonatos 3,09 sulfatos 2,30 resíduo da evaporação a 180 °C 126,71 (mg/L) potássio 1,24 fosfatos 0,20 fluoretos 0,20 As informações químicas presentes no rótulo de vários produtos permitem classificar de acordo com seu gosto, seu cheiro, sua aparência, sua função, entre outras. As informações da tabela permitem concluir que essa água é a) gasosa. b) insípida. c) levemente azeda. d) um pouco alcalina. e) radioativa na fonte. 15. (Fatec) O pH do suco de um determinado limão é próximo de 2. Sendo assim, quando 100 mL desse suco são diluídos com água para o preparo de 1L de limonada, o pH a) diminui de 1 unidade. b) diminui de 10 unidades. c) aumenta de 1 unidade. d) aumenta de 3 unidades. e) aumenta de 10 unidades. 16. (Udesc) "Chuva ácida" é um termo que se refere à precipitação, a partir da atmosfera, de chuva com quantidades de ácidos nítrico e sulfúrico maiores que o normal. Os precursores da chuva ácida vêm tanto de fontes naturais, tais como vulcões e vegetação em decomposição, quanto de processos industriais, principalmente emissões de dióxido de enxofre e óxidos 67 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com de nitrogênio resultantes da queima de combustíveis fósseis. O pH da água da chuva considerado normal é de 5,5 (devido à presença de ácido carbônico proveniente da solubilização de dióxido de carbono). Um químico monitorando uma região altamente industrializada observou que o pH da água da chuva era igual a 4,5. Considerando que a acidez está relacionada com a concentração de H3O+, é CORRETO afirmar que a água com pH 4,5 era: a) duas vezes mais básica que o normal. b) duas vezes mais ácida que o normal. c) dez vezes mais básica que o normal. d) dez vezes mais ácida que o normal. e) cem vezes mais ácida que o normal. 17. (Ufmg) Considere certa quantidade de água e suco de limão, misturados, contida em um copo.Analise estas três afirmativas concernentes a esse sistema: I. O sistema é ácido. II. O pH do sistema é maior que 7. III. No sistema, a concentração dos íons H+ é maior que a dos OH–. A partir dessa análise, é correto afirmar que: a) Apenas as afirmativas I e II estão certas. b) Apenas as afirmativas I e III estão certas. c) Apenas as afirmativas II e III estão certas. d) As três afirmativas estão certas. 18. (Ufpr) Considere a dissolução de 0,10 mol de cada um dos ácidos relacionados na tabela a seguir, separadamente, em 1,0 litro de água. De acordo com as informações da tabela e com base nos conhecimentos sobre ácidos fracos e pH, compare os três ácidos entre si e considere as seguintes afirmativas: 1. O ácido acético pode ser considerado o ácido mais forte, pois apresenta o menor valor de Ka. 2. O ácido fluorídrico é um ácido inorgânico, que possui o maior valor de Ka; portanto, é o ácido mais forte. 3. A solução de ácido fórmico exibirá o menor valor de pH. 4. A solução de ácido acético apresentará o maior valor de pH. Assinale a alternativa correta. a) Somente a afirmativa 4 é verdadeira. b) Somente as afirmativas 1 e 2 são verdadeiras. c) Somente as afirmativas 3 e 4 são verdadeiras. d) Somente as afirmativas 2 e 4 são verdadeiras. e) Somente as afirmativas 1, 2 e 3 são verdadeiras. 19. (Fuvest) A tabela seguinte fornece dados sobre duas soluções aquosas de certo ácido monoprótico, HA, a 25°C. Esses dados indicam que, I. a concentração de íons H®(aq) , na solução 2, é dez vezes maior do que na solução 1. II. a solução 1 conduzirá melhor a corrente elétrica do que a solução 2. III. o pH da solução do ácido HA, a 25°C, tenderá ao valor 7,0 quando a concentração de HA tender a zero, ou seja, quando a diluição tender ao infinito. Dessas afirmações, apenas a a) I é correta. b) II é correta. c) III é correta. d) I e a II são corretas. e) II e a III são corretas. 20. (Enem 2012) Uma dona de casa acidentalmente deixou cair na geladeira a água proveniente do degelo de um peixe, o que deixou um cheiro forte e desagradável dentro do eletrodoméstico. Sabe-se que o odor característico de peixe se deve às aminas e que esses compostos se comportam como bases. Na tabela são listadas as concentrações hidrogeniônicas de alguns materiais encontrados na cozinha, que a dona de casa pensa em utilizar na limpeza da geladeira. Material Concentração de H3O+ (mol/L) Suco de limão 10–2 Leite 10–6 Vinagre 10–3 Álcool 10–8 Sabão 10–12 Carbonato de sódio/barrilha 10–12 68 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com Dentre os materiais listados, quais são apropriados para amenizar esse odor? a) Álcool ou sabão. b) Suco de limão ou álcool. c) Suco de limão ou vinagre. d) Suco de limão, leite ou sabão. e) Sabão ou carbonato de sódio/barrilha. 21. (Ufrs) Um dos fatores que pode modificar o pH do sangue é o ritmo respiratório. Este fato está relacionado ao equilíbrio descrito na equação abaixo. CO‚(aq) + H‚O(Ø) Ï H®(aq) + HCOƒ(aq) Sobre este fato são feitas as seguintesafirmações. I- Pessoas com ansiedade respiram em excesso e causam diminuição da quantidade de CO‚ no sangue aumentando o seu pH. II- Indivíduos com insuficiência respiratória aumentam a quantidade de CO‚ no sangue, diminuindo seu pH. III- Pessoas com respiração acelerada deslocam o equilíbrio da reação no sentido direto. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e II. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 22. (Unesp) Para evitar o desenvolvimento de bactérias em alimentos, utiliza-se ácido benzóico como conservante. Sabe-se que: i) Em solução aquosa, ocorre o equilíbrio: ii) A ação bactericida é devida exclusivamente à forma não dissociada do ácido (BzH). iii) Quando [BzH] = [Bz-], o pH da solução é 4,2. Com base nestas informações, e considerando os dados seguintes, Refrigerante: pH = 3,0 Picles: pH = 3,2 Leite: pH = 6,5 pode-se afirmar que é possível utilizar ácido benzóico como conservante do: a) refrigerante, apenas. b) leite, apenas. c) refrigerante e picles, apenas. d) refrigerante e leite, apenas. e) picles e leite, apenas. 23. (Pucmg) Em três recipientes X, Y e Z estão contidas soluções básicas desconhecidas, de concentração 0,1 mol/L. Medindo o pH das três soluções com papel indicador universal, obtiveram-se os seguintes valores, respectivamente: pH = 8, pH = 10 e pH = 13 Assinale a afirmativa CORRETA: a) A concentração de OH- da base Z é igual a 10-¢¤ mol/L. b) Kb da base X é maior que Kb da base Y. c) A base Y conduz melhor a corrente elétrica do que a base Z. d) A base X está completamente ionizada. e) No frasco Z está contida uma base forte. 24. (Enem 2009) Sabões são sais de ácidos carboxílicos de cadeia longa utilizados com a finalidade de facilitar, durante processos de lavagem, a remoção de substâncias de baixa solubilidade em água, por exemplo, óleos e gorduras. A figura a seguir representa a estrutura de uma molécula de sabão. Em solução, os ânions do sabão podem hidrolisar a água e, desse modo, formar o ácido carboxílico correspondente. Por exemplo, para o estearato de sódio, é estabelecido o seguinte equilíbrio: CH3(CH2)16COO – + H2O CH3(CH2)16COOH + OH – Uma vez que o ácido carboxílico formado é pouco solúvel em água e menos eficiente na remoção de gorduras, o pH do meio deve ser controlado de maneira a evitar que o equilíbrio acima seja deslocado para a direita. Com base nas informações do texto, é correto concluir que os sabões atuam de maneira a) mais eficiente em pH básico. b) mais eficiente em pH ácido. 69 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com c) mais eficiente em pH neutro. d) eficiente em qualquer faixa de pH. e) mais eficiente em pH ácido ou neutro. 25. (Ufpe) As características ácidas e básicas de soluções aquosas são importantes para outras áreas além da Química, como, por exemplo, a Saúde Pública, a Biologia, a Ecologia, e Materiais. Estas características das soluções aquosas são quantificadas pelo pH, cuja escala é definida em termos da constante de ionização da água (Kw) a uma dada temperatura. Por exemplo, a 25°C a constante de ionização da água é igual a 10-¢¥ e a 63°C é igual a 10-¢¤. Sobre o pH de soluções aquosas a 63°C julgue os itens a seguir: ( ) pH + pOH = 13 ( ) água pura (neutra) apresenta pH igual a 6,5 ( ) água pura (neutra) apresenta pH igual a 7,0 ( ) uma solução com pH igual a 6,7 é ácida ( ) a concentração de íons hidroxila na água pura (neutra) é igual 10-¨mol/L e) 35,0 10 . 26. (Ufg 2014) Um analista preparou um 1 L de uma solução aquosa de um ácido monoprótico (HX) na concentração de 0,2 mol/L. Após o preparo, descobriu-se que apenas 1% do ácido encontrava-se ionizado. A partir das informações fornecidas, a) calcule o pH da solução. Considere log 2 = 0,30; b) calcule a constante de ionização do ácido genericamente indicado como HX 27. (Uerj 2014) A ionização do ácido fluoretanoico é representada pela seguinte equação química: Considere uma solução aquosa com concentração desse ácido igual a 0,05 mol.L-1 e grau de ionização de 20%. Calcule o pH desta solução e a constante de equilíbrio da reação de ionização. GABARITO 1: [B] 3 6 2 3 5 2 3 3 3 5 2 a 3 6 2 5 3 8 5 C H O H C H O 10 mol / L 0 0 (início) x x x (durante) 10 x x x [H ][C H O ] K [C H O ] x x 10 10 x 10 10 x 2 2 8 4 4 4 x x 10 x 10 [H ] 10 pH log[H ] pH log10 pH 4 2: [C] Teremos: 3 1 14 3 14 11 1 3 1 pH 3 pH log[H ] [H ] 1,0 10 molL [H ] [OH ] 10 10 [OH ] 10 [OH ] 1,0 10 molL HC H C [H ] [C ] 1,0 10 molL Resposta da questão 3: [D] Equação de ionização do ácido fluoretanoico: 2 2RCO H RCO H O grau de ionização será dado por: 10,01mol L 100% x 1 3 1x 2.10 20% x 0,002 mol / L mol / L 2RCO H 2RCO H Início 310.10 - - 70 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com Reação 32.10 32.10 32.10 Equilíbrio 38.10 32.10 32.10 O pH é calculado a partir da concentração de íons hidrogênio no equilíbrio: 3 3 pH log H log2.10 log2 log10 0,3 ( 3) 2,7 Cálculo da constante de equilíbrio: 2 2 3 3 3 3 4 RCO H k RCO H 2.10 2.10 k 8.10 0,5 10 5 10 4: [A] Teremos: abrindo o refrigerante (esquerda) 2 2 2 3 sentido dos reagentes abrindo o refrigerante (esquerda; consumo de H ) 3 [H ] diminui pH aumenta CO (g) H O( ) H CO (aq) H (aq) HCO (aq) 5: [A] Teremos: 1pH 1 [H ] 10 mol / L Antes : 1L 110 mol de H Depois : 1000 L 1 1 4 4 10 mol de H 10 mol 10 mol / L pH' log10 4 1000 L pH' 4 1 4 pH 6: [A] Sabemos que: pH + pOH = 14 14[H ] [OH ] 10 blog(a 10 ) b loga Líquido pH Água da chuva 5,7 Água do mar 8,0 Café 5,0 Leite 6,5 Sangue humano 7,4 Suco de maçã 4 log3,2 Quanto menor o valor do pH, mais ácida será a solução. Conclusão: a água da chuva é mais ácida do que a água do mar, e o leite é menos ácido do que o café. 7: [D] Ordem crescente das amostras, quanto à concentração de H+: 12,0 (IV) > 8,0 (V) > 6,1 (I) > 5,0 (II) > 3,0 (III). 8: [B] De acordo com a tabela o pH do amoníaco é igual a 11,0, então: 3 pH pOH 14 11 pOH 14 pOH 3 [OH ] 1,0 10 mol L 9: [D] Teremos: Solução A = 2 5C H OH (0,10 mol/L) : O etanol apresenta caráter neutro, o pH da solução será igual a 7. Solução B = 3CH COOH (0,10 mol/L) : O ácido etanoico ou acético é fraco, o pH da solução será menor que 7. Solução C = HC (0,10 mol/L) : O ácido clorídrico é forte, o pH da solução será maior que 7. Solução D = NaOH (0,10 mol/L) : O hidróxido de sódio é uma base forte, o pH do meio será maior que 7. Solução E = 3NH (0,10 mol/L) : A amônia reage com a água, formando solução de hidróxido de amônio, que é fraco; o pH do meio será maior que 7. A ordem crescente será dada por: C, B, A, E, D. 10: [C] Dados: C = 12; H = 1 e O = 16.