Química - Livro 3-169-171

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 3
169
Com base nas concentrações iniciais, deve-se supor uma precipitação de x mol/L de CaCO3 e y mol/L de CaSO4.
Fazendo a tabela de equilíbrios para os dois compostos, com valores em mol/L, tem-se:
 CaCO3(s)  Ca
2+(aq) + CO2–3 (aq)
Início: 0,4 0,05
Reagiu: – x – y – x
Equilíbrio: 0,4 – x – y 0,05 – x
 CaSO4(s)  Ca
2+(aq) + SO2–4 (aq)
Início: 0,4 0,05
Reagiu: – x – y – y
Equilíbrio: 0,4 – x – y 0,05 – y
Aplicando-se o produto de solubilidade nos dois casos, obtém-se:
K = Ca aq CO aq
5 10 = 0,4 x
psCaCO
2+
3
2
9
3
( )  ⋅ ( ) 
⋅∴
−
− ( ) ⋅ ( )
( )  ⋅ 
−
 y 0,05 x (I)
 = Ca aq SO (aq)KpsCaSO
2+
4
2
4 


⋅ ( ) ⋅ ( )∴ −2,5 10 = 0,4 x y 0,05 y (II)5
Resolvendo-se o sistema com duas equações e duas incógnitas, tem se:
( )  ≈ ⋅



 ≈ ⋅



 ≈
CO aq = 0,05 – x 1,67 10 mol/L
SO (aq) = 0,05 – y 8,33 10 mol/L
Ca (aq) = 0,4 x y 0,3 mol/L
3
2– –8
4
2– –5
2+
Abordagem 2:
Fazendo-se as tabelas de equilíbrio, somente para a condição nal, tem-se:
 CaCO3(s)  Ca
2+(aq) + CO2–3 (aq)
Equilíbrio: a b
 CaSO4(s)  Ca
2+(aq) + SO2–4 (aq)
Equilíbrio: a c
Aplicando-se o produto de solubilidade nos dois casos, obtém-se:
( ) ( )
( )



 ⋅



∴ ⋅ ⋅



 ⋅



∴ ⋅ ⋅
K = Ca aq CO aq 5 10 = a b (I)
K = Ca aq SO (aq) 2,5 10 = a c (II)
psCaCO
2+
3
2– –9
psCaSO
2+
4
25
3
4
Nesse caso, tem-se apenas duas equações para três incógnitas. A terceira equação vem do equilíbrio de cargas
em solução, já que a concentração das cargas positivas deve ser a mesma das cargas negativas, a m de garantir a
neutralidade eletrolítica do sistema.
�   �  
�   �   �  
   
⋅ 



⋅ 



⋅ 



⋅ 



⋅ 



∴
cargas + = cargas –
2 Ca (aq) + 1 Na (aq) =
=2 CO (aq) + 2 SO (aq) + 1 NO (aq)
a – b – b = 0,3(III)
2+
2a
+
0,2
3
2–
2b
4
2–
2c
3
–
0,8
Resolvendo-se o sistema de três equações e três incógnitas, tem-se:
( )  ≈ ⋅



 ≈ ⋅



 ≈
CO aq = b 1,67 10 mol/L
SO (aq) = c 8,33 10 mol/L
Ca (aq) = a 0,3 mol/L
3
2 –8
4
2 –5
2+
QUÍMICA Capítulo 6 Equilíbrio químico II170
1 Unicid 2016 Procurando informações toda sobre o ácido salicílico, um grupo de estudantes encontrou os seguintes
dados:
Fórmula estrutural Ka a 25 °C
OH
COOH
1,07 · 10–3
1,8 · 10–14
(Arthur E. Martell e Robert M. Smith. Critical Stability Constants, 1976.)
a) Utilize fórmulas e equações químicas para explicar o significado dos valores de Ka anotados na tabela.
b) Sabendo que a concentração de íons [H+] em uma solução aquosa de ácido salicílico foi determinada igual a
1 ⋅ 10 3 mol/L, calcule o pH dessa solução, a 25 °C.
2 UFTM 2012 O ácido propanoico é um dos ácidos empregados na indústria de alimentos para evitar o amarelecimento
de massas de pães e biscoitos. Este ácido tem constante de ionização a 25 °C, aproximadamente 1 ⋅ 10–5, e sua fór-
mula estrutural está representada na figura.
H C
3
OH
O
a) Escreva a fórmula estrutural do produto de reação do ácido propanoico com o etanol. Identifique o grupo funcio-
nal presente no produto da reação.
b) Qual é o pH de uma solução aquosa de ácido propanoico 0,1 mol/L, a 25 °C? Apresente os cálculos efetuados.
3 Uerj 2014 A ionização do ácido fluoretanoico é representada pela seguinte equação química:
F
OH
F + H
+
O O
O
−
(aq) (aq)
(aq)
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.
Revisando
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4 UFG A histidina, um aminoácido, é utilizada pelo organismo para a síntese da histamina, por meio de uma reação de
descarboxilação.
HN N HN N NH2
Histidina Histamina
OH
NH2
O
a) Explique qual das duas substâncias é mais solúvel em água.
b) Explique, de acordo com a teoria de Bronsted-Lowry, por que a histidina apresenta caráter anfótero em meio
aquoso, enquanto seu derivado, a histamina, não.
5 UFG 2012 O sulfato de amônio é um composto muito utilizado como fertilizante. Uma das maneiras de produzi-lo é por
meio da reação entre ácido sulfúrico e amônia, conforme o esquema a seguir:
SO4
2–
(aq)
H+(aq)
NH3(g)
SO4
2–
(aq)
Considerando-se o exposto,
a) escreva a equação da reação que ocorre no balão, após a abertura da torneira, representando produtos e rea
gentes em fase aquosa;
b) escreva o par ácido-base conjugado presente na reação