Lista_de_Equilbrio_Qumico_e_Clculo_de_pH (4)

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UFRRJ – IQ – Departamento de Química Analítica 
IC608 – Química Analítica I 
 
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EQUILÍBRIO QUÍMICO E CÁLCULO DE pH DE SOLUÇÕES AQUOSAS SIMPLES 
 
1. Defina e dê exemplos: 
(a) não-eletrólitos; (b) eletrólitos fortes; (c) eletrólitos fracos; (d) hidrólise; (e) 
ionização; (f) dissociação; (g) equilíbrio químico; (h) ácidos e bases, segundo 
Brönsted-Lowry; (i) par ácido-base conjugado; (j) ácido e base forte; (k) ácido e 
base fraca; (l) sal neutro; (m) sal ácido; (n) sal básico. 
 
2. Sais anfóteros e anfipróticos dão hidrólise ácida e básica simultaneamente. 
Explique as diferenças destes sais, citando exemplos e escrevendo as reações de 
hidrólise para cada caso. 
 
3. Explique por que a força de um ácido é maior quanto menor a força de sua 
base conjugada. 
 
4. Demonstre que a relação entre o Ka de um ácido fraco e o Kb de sua base 
conjugada é Kw = Ka x Kb. Considere o par íon amônio-amônia. 
 
5. Demonstre que, a 25 °C, pKa + pKb = 14,0. 
 
6. Por que a hidrólise do íon iodeto é desprezível em uma solução aquosa 
diluída deste íon? 
 
7. Balanceie as reações a seguir e escreva as expressões matemáticas das 
constantes de equilíbrio. 
(a) NH3 + H3O+ == NH4+ + H2O 
(b) Br- + MnO4- == Mn2+ + Br2(l) 
(c) Ag+ + AsO43- == Ag3AsO4 (s) 
(d) Cd2+ + Cl- == CdCl4- 
 
(a) NH3 + H3O+ == NH4+ + H2O 
K= [NH4+]/[NH3][H3O+] 
(b) 10Br- + 2MnO4- + 16H+ == 2Mn2+ + 5Br2(l) + 8H2O 
K=[Mn2+]2/[Br-]10[MnO4-]2[H+]16 
(c) 3Ag+ + AsO43- == Ag3AsO4 (s) 
K=1/[Ag+]3[ AsO43-] 
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(d) Cd2+ + 4Cl- == CdCl4- 
K=[CdCl4-]/[ Cl-]4[Cd2+] 
 
8. Pesquise a natureza química dos compostos a seguir (se ácido, base ou sal; 
forte ou fraco) e escreva as possíveis dissociações e reações de hidrólise que 
ocorrem nas suas respectivas soluções: carbonato de sódio, arsenito de 
potássio, anilina, amônia, cloreto de amônio, fosfato de potássio, biftalato de 
potássio, ácido oxálico, ácido nítrico, sulfato de sódio, sulfeto de sódio, citrato 
de potássio, nitrato de sódio, nitrito de sódio, bicarbonato de potássio, 
hidróxido de lítio e hidróxido de bário. Escreva as expressões matemáticas das 
constantes de equilíbrio, para os casos que houver, identificando os Kas e Kbs, 
se for o caso. 
 
9. Pesquise três ácidos polipróticos em que o pH NÃO poderia ser calculado 
considerando-os como monopróticos. Justifique. 
 
10. Considerando uma solução de ácido forte de concentração C mol L-1, 
explique por que o cálculo do pH desta solução só pode ser realizado pela 
expressão pH = - log C quando C for maior que 1,0 x 10-6 mol L-1. 
 
11. Prove que a concentração de H3O+ em uma solução de ácido fraco de 
concentração Ca mol L-1 e constante de hidrólise Ka pode ser determinada pela 
expressão: [H3O+] = raiz (Ca x Ka). Justifique TODAS as aproximações. 
 
12. Prove que a concentração de -OH em uma solução de base fraca de 
concentração Cb mol L-1 e constante de hidrólise Kb pode ser determinada pela 
expressão: 
[-OH] = raiz(Cb x Kb). Justifique TODAS as aproximações. 
 
13. Pesquise os dados necessários e calcule o pH das soluções a seguir: 
(a) HNO3 0,01 M; (2,0) 
(b) RbOH 7685 ppm; (12,88) 
(c) HBr 0,001 M; (3,0) 
(d) HF 0,001 M; (3,26) 
(e) HCN 5,4 x 10-2 g L-1; (5,95) 
(f) CH3NH2 2,5 x 10-2 M (11,49) 
(g) anilina 5 x 10-3 M (8,15) 
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(h) NaClO 120 ppm (9,36) 
(i) CH3NH3Cl 5 %m/v (5,39) 
(j) H2CO3 0,005 mol L-1; (4,33) 
(k) 50 mL de solução de Na2S.9H2O 2500 ppm (240,18 g mol-1); (12,01) 
(l) 2,0 mL de H3PO4 (85 g/100g; 98 g/mol; 1,88 g/mL) em água o suficiente para 
o preparo de 250,00 mL de solução. (1,63) 
(m) 1,5 g de K2CO3 (80 g/100g; 138,21 g mol-1) dissolvidos em água o suficiente 
para o preparo de 100,00 mL de solução. (11,63) 
 
14. Calcule o pH de uma solução de anilina 1,0 x 10-5 mol L-1 (pKb = 9,40). 
JUSTIFIQUE E AVALIE CRITICAMENTE O RESULTADO. (6,8) 
 
15. Qual a concentração de HNO2 (Ka = 7,1 x 10-4) em 500 mL de solução deste 
ácido, sabendo que o seu pH é de 1,92. 0,20 mol L-1. 
 
16. Calcule a massa de cloreto de metilamônio (pKa = 10,64; 67,5 g mol-1) em 
50,0 mL de uma solução (deste sal) cujo o pH é de 5,8. 370 mg. 
 
17. O EDTA é um ácido tetraprótico (H4Y) cujo sal dissódico é bastante 
empregado em titulações complexométricas. Demonstre que as relações a 
seguir são válidas para um ácido tetraprótico: Kw=Ka1 x Kb4; Kw=Ka2 x Kb3; 
Kw=Ka3 x Kb2; Kw=Ka4 x Kb1. 
 
18. O ácido ascórbico (vitamina C, H
2
C
6
H
6
O
6
; 176,12 g mol-1; pKa1=4,17; 
pKa2=11,57) é um ácido diprótico. Qual é o pH de uma solução que contém 5,00 
mg de vitamina C por mililitro de solução? (2,86) 
 
19. Quantos e quais sais anfipróticos poderiam ser formados pela adição de 
NaOH nos ácidos a seguir: H3PO4, H2C2O4, HF, H2MoO4. 
20. Demonstre que o cálculo de [H3O+] e pH dos sais a seguir podem ser 
calculados pelas equações indicadas: 
a. NaH2AsO4 ➔ [H3O+] = raiz(Ka1xKa2) ➔ pH = (pKa1+pKa2)/2 
b. Na2HAsO4 ➔ [H3O+] = raiz(Ka2xKa3) ➔ pH = (pKa2+pKa3)/2 
c. KHC2O4 ➔ [H3O+] = raiz(Ka1xKa2) ➔ pH = (pKa1+pKa2)/2 
Dados: H3AsO3: Ka1,Ka2 e Ka3; H2C2O4: Ka1 e Ka2 
21. Pesquise dos dados necessários e calcule o pH das seguintes soluções: 
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(a) Hidrogeno tartarato de sódio, NaHT, 0,100 mol L-1; 3,60 
(b) Na2HAsO4 0,100 mol L-1; 9,89 
(c) Na2CO3 0,050 mol L-1. 11,51. 
 
22. O sulfeto de hidrogênio (H2S; pKa1=7,00, pKa2=12,92; 34,08 g mol-1) é um 
gás produzido pela decomposição anaeróbica de compostos orgânicos. Seu odor 
desagradável é responsável pelo terrível cheiro de ovos podres. Quais são as 
concentrações de equilíbrio do H3O+, HS- e H2S em uma solução aquosa saturada 
(0,100 mol L-1) de H2S? [H3O+] = [HS-] = 1,0.10-4 mol L-1; [H2S] = 0,100 mol L-1 
23. Pesquise os dados necessários e calcule a concentração de todas as espécies 
presentes nas soluções/misturas a seguir. Avalie o erro %. 
a. H2CO3 0,01 M 
b. K3PO4 0,5 M 
c. 25 mg de KHC2O4 em 50,0 mL de água destilada 
a. [H3O+]=[HCO3-]=6,68x10-5 M, [CO3=]=4,68x10-11 M, [-OH]=1,5x10-10 M; b. [K+]=1,5 M; [-
OH]=[HPO42-]=0,131 M, [PO43-]=0,369 M; [H2PO4-]=1,62x10-7 M, [H3PO4]=1,63x10-18 M, 
[H3O+]=7,63x10-14 M c. [H3O+]=2,16x10-3 M, [-OH]=4,62x10-12 M, [K+]=0,5 M, [HC2O4-] ≈ 0,5 M, 
[C2O4=] ≈ 0,014 M, [H2C2O4] ≈ 0,014 M.