Exercicios QA1

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UNIVERSIDADE ESTADUAL DO CEARÁ – CCT- DEPARTAMENTO DE FÍSICA E QUÍMICA
LISTA DE EXERCÍCIOS QUÍMICA ANALÍTICA I
PROFESSORA : NADJA MARIA SALES DE VASCONCELOS
EXERCÍCIOS – REAÇÕES QUÍMICAS
1. Completar (se necessário) e ajustar as seguintes equações químicas utilizando o método algébrico:
a) (NH4)2SO4  N2 + NH3 + SO2 f) HgCl2 + KI  K2[HgI4] + KCl
b) Pb + HNO3  Pb(NO3)2 + NO2 g) AgCl + NH4OH  Ag(NH3)2+ + Cl-
c) Hg2Cl2 + NH4OH  Hg + HgNH2Cl + NH4Cl h) PbCl2 + K2CrO4  PbCrO4 + KCl
d) Sb2S3 + KOH  K3SbS3 + K3SbO3 + H2O i) Fe(OH)3 + HCl  FeCl3
e) FeCl3 + K4[Fe(CN)6]  Fe4[Fe(CN)6]3 + KCl j) Cu(NO3)2 + NH4OH  Cu(NH3)4 2+ + NO3-
2. Completar (se necessário) e ajustar as seguintes equações químicas utilizando o método do número de oxidação:
a) PbS + NO3-  Pb(NO3)2 + S + NO ( meio ácido)
b) HgS + NO3- + Cl-  HgCl2 + S + NO( meio ácido)
c) KMnO4 + HCl  MnCl2 + KCl + Cl2 + H2O
d) Au + HCl + HNO3  NO + HAuCl4 + H2O
e) PbO2 + Cl-  PbCl2 + Cl2 (meio ácido)
f) BaSO4 + C + Na2CO3  Na2S + BaCO3 + CO
g) C2O4= + Ce(SO4)2  CO2 + Ce2(SO4)3 + SO4= (meio ácido)
h) S2O4= + Cu(NH3)42+  SO3 = + Cu + NH3 (meio alcalino)
i) N2H4 + Cu(OH)2  N2 + Cu (meio alcalino)
j) ClO2 + OH-  ClO2- + ClO3- (meio alcalino)
3. Completar (se necessário) e ajustar as seguintes equações químicas utilizando o método do íon-elétron:
a) HNO2 + HI  NO + I2 + ( meio ácido)
b) Cr2O7= + H3PO3  Cr3+ + H3PO4 (meio ácido)
c) CrCl3 + H2O2 + Na+  Na2CrO4 + NaCl + H2O (meio ácido)
d) MnO4- + I-  Mn2+ + I2 (meio ácido)
e) IO3- + HNO2  I- + NO3- (meio ácido)
f) Bi(OH)3 + Sn(OH)3-  Sn(OH)6= + Bi (meio alcalino)
g) MnO4- + NO2-  MnO2 + NO3- (meio alcalino)
h) MnO4- + Zn  MnO2 + ZO2= (meio alcalino)
i) CrO2- + ClO-  CrO4= + Cl-(meio alcalino)
j) MnO4- + OH-  MnO4= + O2 (meio alcalino)
4. Complete e balanceie as seguintes equações químicas que ocorrem em meio ácido:
a)I2 + H2S  I- + S c)ClO3- + As2O3  Cl- + H2AsO4- + SO4=
b)S2O3= + I2  I- + S4O6= d)Cr2O7= + C2H4O  Cr3+ + C2H4O2
5. Complete e balanceie as seguintes equações químicas que ocorrem em meio básico:
a) HO2- + Cr(OH)3-OH- + CrO4= c) V + H2O  HV6O17 + H2
b) ClO- + Fe(OH)3  Cl- + FeO4= d) Mn(CN)64- + O2  Mn(CN)63-
EXERCÍCIOS – CONCENTRAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS EM SOLUÇÃO
1. Quantos gramas de NaCl são necessários para preparar 80g de uma solução 5%(m/m)?
2. A que volume devemos evaporar 400,0 mL de solução 2% (m/v) de NaCl, para se ter uma solução 5% (m/v)?
3. Uma solução excelente para retirar manchas de graxa, consiste em (v/v): 80% de CCl4, 16% de álcool amílico e 4% de ligroína.
Quantos cm3 de cada uma dessas substâncias devem ser misturados para obter-se 75,0 mL de solução?
4. Determine as frações molares numa solução que contém 46,08 g de etanol e 162,18 g de H2O.
5. 0,209 moles de sacarose, C12H22O11, são dissolvidos em 253,5 g de água. Determine a fração de cada componente na solução.
6. Sabendo que a densidade da solução de sacarose acima é 1,09 g mL-1, calcule a molaridade dessa solução.
7. Uma solução de álcool etílico é 1,54 m . Quantos grama de álcool estão dissolvidos em 2500g de água?
8. Qual a molaridade de uma solução que contém 160g de H2SO4 em 600,0 mL de solução?
9. Calcule a molaridade e molalidade de uma solução H2SO4 com densidade de 1,198 g/mL que contém 27% em m/v.
10. Calcule a massa de HCl em 5,0 mL de ácido concentrado (d = 1,19 g/mL) e contendo 37,23% em massa.
11. Calcule a molaridade de solução de NH3 contendo 12% em massa e com densidade de 0,950 g/mL.
12. Dilui-se 100,0 mL de solução 0,1000M de CaCl2 a 1,0 L. Qual a concentração final da solução em molaridade e ppm de Ca2+.
13. 2,6 g de uma planta foram analisadas, obtendo-se 3,6 g de Zn. Expresse essa concentração em ppm, ppb e %.
14. Qual a concentração em % de solução 2,0M de Ca(OH)2 de densidade 1,08 g/mL ?
15. Que volume de água deve ser adicionado a 250,0 mL de NaOH 0,1300M para preparar uma solução 0,1000M?
16. Calcule os volumes de soluções 0,5000M e 0,1000M necessários para preparar 1,0L de solução 0,2000M.
EXERCÍCIOS – SOLUBILIDADE E PRODUTO DE SOLUBILIDADE
1) A concentração do íon Ag+ numa solução de AgCl saturada é 4,0 x 10-3 mols/L. Calcule a concentração máxima do íon Cl- que
precipitará AgCl( Kps AgCl a 25 oC = 1,8 x 10-10).
2) A solubilidade de AgCl a 25 oC é 0,0019 g/L. Calcule o Kps desse sal pouco solúvel.
3) Calcule a solubilidade de PbCl2 em g/L e mols/L, sabendo que Kps PbCl2 a 25 oC = 1,6 x 10-5.
4)Determine a concentração de S= requerida para precipitar FeS a partir de uma solução 1,0 x 10-4 mols/L de Fe2+(Kps FeS a 25
oC=5,0x10-18)
5)O produto de solubilidade de Mg(OH)2 é 1,1x10-11. Considerando que numa solução saturada a base está completamente dissociada,
calcule: a) sua solubilidade em água; b) [OH-] na solução saturada em água; c) a solubilidade em solução de MgCl2 0,01 mols/L.
6) Sabendo que Kps Pb(IO3)2 a 25 oC = 2,5 x 10-13, determine a solubilidade do sal em g/L e mols/L.
7) Sabendo que Kps SrF2 a 25 oC = 7,9 x 10-10, determine a solubilidade do sal em mg/L e mmols/L.
8)A solubilidade de La2(C2O4)3 a 25 oC é 0,00061 mg/mL. Determine o Kps desse sal nessa temperatura.
9)Determine a concentração de Br- necessária para iniciar a precipitação numa solução 0,001 mol/L de Ag+. (Kps AgBr a 25 oC = 5,2 x
10-13)
10)0,0010 mols de Ba2+ e 0,00010 mols de SO4= são mantidos em 1 L de solução. Ocorrerá precipitação?
11)Mistura-se 5,0 mL de K2CrO4 0,05 mols/L a 10,0 mL de CaCl2 0,01 mol/L. Haverá formação de CaCrO4? (Kps AgBr a 25 oC = 7,1 x
10-4).
12)Calcule a solubilidade do AgCl numa solução de NaNO3 0, 1 mol/L, sabendo que fAg+ = fCl- = 0,89.
13)Calcule a solubilidade do AgCl nas seguintes soluções: KCl 0,1 mol/L e 0,01 mol/L.
14)Quanto de BaSO4 dissolvido está presente em 200,0 mL de uma solução onde a [BaCl2] =1,0 x10-2 mol/L?(Kps BaSO4 a 25 oC =1,0 x
10-10)
15)Calcule a relação entre as concentrações de Sr2+ e Ba2+ para que seus sulfatos precipitem simultaneamente. (Kps SrSO4 a 25 oC = 7,6 x
10-7 e Kps BaSO4 a 25 oC = 1,0 x 10-10).
16)Uma solução contém respectivamente, as seguintes concentrações de Sr2+ e Ba2+: 1,0 íon-g/L e 3,0 x 10-4 íon-g/L. Qual dos
cromatos precipitará 10 ao adicionar-se gradualmente K2CrO4? (Kps SrCrO4 a 25 oC = 2,2 x 10-6 e Kps BaCrO4 a 25 oC = 1,2 x 10-10)
EXERCÍCIOS – EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE – SOLUÇÕES TAMPÕES – HIDRÓLISE DE SAIS
1)Sabendo que numa solução de NaCl 0,50 molal, o coeficiente de atividade desse eletrólito é 0,680 a 25 oC, determine as atividades
dos íons Na+ e Cl-.
2)Calcule a força iônica de uma solução de NaCl 0,001 mol/L e BaCl2 0,002 mol/L. Determine as atividades dos íons Na+ e Ba2+ a 25
oC(K=0,509).
3)Para uma solução de CH3COOH 0,05mol/L, a condutividade molar é 6,48 cm2Ω-1mol-1. À diluições infinitas, Λo para esse ácido é
388,6 cm2Ω-1mol-1.determine o grau de dissociação desse ácido.
4)Uma solução CH3COOH 0,100mol/L, encontra-se 1,34% ionizada a 25 oC. Calcule a constante de ionização desse ácido.
5)Calcule α, [H+], [OH-], pH e pOH para uma solução de CH3COOH 0,20mol/L a 25 oC(Ka= 1,8 x 10-5)
6)Calcule o pH a 25 oC de trietanolamina 1,00 mol/L (Kb= 5,3 x 10-5)
7)50,0 mL de uma solução 0,2000 mol/L de NH4OH são diluídos a 100,0 mL. Qual a variação do pH com a diluição?( Kb= 1,8 x 10-5)
8)Que efeito, a adição de 0,1 mol/L de NH4Cl produz no grau de dissociação de NH4OH 0,5 mol/L?
9)Como variará α para uma solução CH3COOH 0,200mol/L se a diluirmos 4 vezes?
10)Calcule o pH de uma mistura equimolecular de HCOOH e HCOONa(a 25 oC Ka= 1,78 x 10-4)
11)Determine [H+] a 25 oC(Ka= 1,8 x 10-5) para uma solução constituída pela mistura de 500,0 mLde CH3COOH 0,20mol/L e 500,0
mL de CH3COONa 0,30mol/L.
12)Calcule [H+] em 1,0 L de CH3COOH 0,10mol/L contendo 8,2 g de CH3COONa.
13)Numa solução tampão de um ácido fraco HA (Ka=1,2x 10-5), qual a concentração do sal MA para que o pHseja mantido a 4,44.
14)10,0 mL de uma solução tampão contém 6,0 mmols de CH3COOH e 4,0 mmols de CH3COONa.Calcule o pH dessa solução antes e
após adição de 7,0 mL de NaOH 0,10 mol/L.
15)Determine α e [H+] para uma solução de CH3COOH 0,200mol/L; a) em água; b) em solução de CH3COONa 0,100mol/L
16)Calcule o pH de uma solução que é 0,200 mol L-1 em NH4OH e 0,700 mol L-1 em NH4Cl.
17)Calcule a solubilidade do AgCN numa solução tampão com pH = 3,0. Para o AgCN Kps = 1,2 x 10-16 e para HCN Ka = 4,8 x x 10-10.
18)Determine o pH de uma solução de 0,05 mol L-1 de H2S(Ka1= 1,0 x 10-7 e Ka2= 1,0 x 10-14).
19)Quais são as proporções relativas das espécies H3PO4, H2PO4- , HPO4= e PO4≡ , quando se adiciona 0,0001 mol de H3PO4 a 1,0 L de
uma solução tamponada no pH=7,00? Ka1, Ka2 e Ka3 para H3PO4 são respectivamente 7,1 x 10-3 , 6,2 x 10-8 e 4,4 x 10-13.
20)Determine o pH de uma solução de H2CO3 0,050 mol L-1 (Ka1= 4,6 x 10-7 e Ka2= 5,6 x 10-11).
21)Calcule a constante de hidrólise de uma solução de CH3COONa, sabendo que Ka para o ácido acético a 25 oC é 1,8 x 10-5.
22)Qual o grau de hidrólise de uma solução de CH3COONa 0,005 mol L-1 e qual o pH dessa solução?
23)Calcule o pH de uma solução 0,200 mol L-1 de cloridrato de hidrazina, N2H5Cl(para hidrazina, N2H4, Kb= 3,0x10-6).
24)Qual o pH de uma solução de um sal que se forma quando se neutraliza hidrazina(Kb= 3,0x10-6) com ácido acético(Ka=1,8 x 10-5)?
25)Calcule o grau de hidrólise de uma solução de KCN 0,01 mol L-1 (para HCN Ka = 4,8 x 10-10).
26)Calcule a constante e o grau de hidrólise de uma solução de NH4OCN 0,100 mol L-1 (para HOCN Ka=2, 2 x 10-4 e para NH4OH Kb
= 1,8 x10-5).
27)Calcule a constante de hidrólise e a [H+]de uma solução de NH4Cl 0,100 mol L-1 , 0,008% . ( para NH4OH Kb = 1,8 x10-5).
28)Determine o grau de hidrólise de uma solução de K2CrO4 0,005 mol L-1, sabendo que para H2CrO4 Ka1= 1,8 x 10-1 e Ka2= 3,2 x 10-7
29)Calcule a [OH-] de uma solução 1,00 M de NaOCN (Ka para HOCN é 2, 2 x 10-4).
EQUILÍBRIO DE FORMAÇÃO DE COMPOSTOS DE COORDENAÇÃO
1)Calcule a concentração de Cu2+ numa solução 0,200 mol/L em CN- e 0,030 mol/L em Cu(CN)32- sabendo que a constante de
estabilidade do complexo é 2,0 x1027.
2)A constante de instabilidade do complexo Cu(NH3)42+ é 5,0 x10-14. Calcule a concentração de Cu2+ sabendo que a solução é
0,500M em NH3 e 0,020M em Cu(NH3)42+.
3)Calcule as concentrações de Hg2+ e Cl- numa solução de [HgCl4]2- 0,100 (Kinst= 6,0 x 10-17).
4)Duas porções iguais de uma solução 0,100M de CuSO4 são tratadas de modo diferente: na 1a porção adiciona-se excesso de
KCN e na 2a porção excesso de NH3. Qual das soluções conterá maior concentração de Cu2+? KCu(CN)4 = = 5,0 x 10-31 e
KCu(NH3)4 2+ = 8,5 x 10-13.
5) A complexação de Fe3+ com Cl- ocorre em 3 etapas e as constantes de estabilidades (ou de formação) K1, K2 e K3 são
respectivamente, 30, 4,5 e 0,10. Numa solução 0,0100 mol/L de FeCl3, qual é a principal espécie contendo ferro?
EXERCÍCIOS – PARTE PRÁTICA
1)Uma solução contém apenas um dos seguintes ânions: SO4=, CO3=, Cl- , CH3COO- ou PO43- . Adiciona-se solução de BaCl2 à essa
solução, formando-se um precipitado insolúvel em HCl diluído. Que ânion está presente nessa solução e qual a reação de precipitação
ocorrida?
2)3 frascos (A, B e C) não rotulados contêm cada um separadamente, os seguintes ânions: HSO4-, S= e CH3COO-. Dispõe-se apenas de
papel de tornassol para decidir o conteúdo de cada frasco. Como você os identificaria?
3)Um precipitado branco insolúvel em HNO3 6M, é obtido no TE-7. Por que esta não é uma prova definitiva da presença de SO4= ?
4)Por que o íon S= deve ser removido antes da identificação do íon I- ?Explique.
5) I- interfere na análise de Cl-. Como esse interferente pode ser eliminado antes da identificação do Cl-?
6)Escreva a reação de identificação do íon PO43-.
7)Qual o reagente precipitante do 1o Grupo de Cátions? Escreva as reações de precipitação desse Grupo.
8)Que propriedade do PbCl2(s) é usada para separá-lo dos demais precipitados do 1o Grupo?
9)Se na precipitação dos íons do 1o Grupo usar-se HCl concentrado ao invés do diluído, que fato indesejável poderia ocorrer?
10)Mostre a equação representativa da reação que ocorre quando Hg2Cl2(s) é tratado com amônia?
11)Numa análise sistemática sob que forma os cátions do 2o Grupo são precipitados e separados dos demais cátions?
12)O que é água régia e qual a sua função na identificação de Hg?
13)Por que os sulfetos precipitados no 2o Grupo, são lavados com NH4Cl a quente?
14)Que reagente você usaria para evitar a interferência de Cu2+ na identificação de Cd2+?
15)Uma solução contendo Bi3+, Cu2+ e Cd2+, na presença de NH3 forma um precipitado branco gelatinoso que na presença de estanito
de sódio passa a preto. Que íon está presente nessa soluçãp. Escreva as reações de identificação desse íon.
16)Como o sulfeto de Arsênio é separado dos deamis sulfetos do Grupo IIB?
17) Na identificação de K+ no 5o Grupo de cátions, por que é necessário eliminar-se previamente sais de amônio?
18) Qual é o procedimento usado na identificação de Mg? Mostre as reações.
19) Qual a reação de identificação de Na+?
20) Como é feito o teste de identificação do íon amônio?
21)Qual a vantagem de precipitar-se os cátions do 4o Grupo sob a forma de carbonatos ao invés de oxalatos e sulfetos?
22)Sob que forma é identificado Ca2+?
23)Como é feita a separação de Ba2+ do Ca2+ e do Sr2+?
24)Escreva a reação de hidrólise do ácido sulfâmico. Qual a vantagem do uso desse reagente na identificação de Ba2+?
25)Como é feita a identificação de Al3+?
26)Como é feita a separação entre Zn(OH)4= e CrO4= e por que é necessário fazer-se essa separação?
27)Como é efetuada a identificação de cobalto na presença de ferro?
28)Como a presença de cromo é confirmada? Escreva a reação de confirmação.
29) A solução A contém os íons Pb2+ e Sb3+ e a solução B os íons Cu2+ e Cd2+. Sugira através de um esquema, a marcha da
análise que deverá ser empregada na separação dos pares de íons em cada solução. Mostre as reações ocorridas em cada etapa.
30) Dada a seguinte relação de substâncias/tratamentos: HNO3; Na2S2O4; água quente; CH3COOH/K2CrO4;
HNO3/AgNO3; NH4OH/NH4Cl/Na2HPO4; MnCl2 saturada/HCl/ aquecimento; Aluminon/CH3COONH4
a) identificação de Pb2+; b) identificação de Mg2+; c) separação de Pb2+ de Ag+ e Hg22+; d) identificação de Cl-;
e)separação de Cu(NH3)42+ e Cu(NH3)42+; f) separação de Ca2+ e Sr2+; g) no teste para ânions oxidantes fortes; h)
identificação de Al3+
31) Dado o seguinte esquema, mostre as reações que ocorrem em cada etapa da análise:
NH4OH
DMG precipitado vermelho
Fe3+
Co2+
Ni2+
Fe(OH)3
Complexos de
Ni e Co