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Lista de exercícios Química geral A2 (prof Formiga ) 1. Uma amostra de 2,5 g de água de um poço artesiano contém 5,4 µg de Zn2+. Qual é a concentração do cátion em ppm? Resolução: 2,5 g H2O ---------- 5,4 . 10^-6 g Zn2+ 10^6 g H2O --------- X g de Zn2+ X= 2,16 ppm (m/m) 2. Sabendo-se que no equilíbrio: H2(g) + I2(g) 2HI(g) A pressão parcial do Hidrogênio é 0,22 atm, a do Iodo é 0,22 atm e a do ácido Iodídrico é 1,56 atm, o valor do Kp é? N2O4 e NO2, gases poluentes do ar, encontram-se em equilíbrio, como indicado: N2O4 2NO2 Resolução: Kp = [pHI]² / [pH2] x [pI2] Kp = 1,56² / 0,22² Kp = 2,4336 / 0,0484 Kp = 50,281 3. Em uma experiência, nas condições ambientes, introduziu-se 1,50 mol de N2O4 em um reator de 2,0 litros. Estabelecido o equilíbrio, a concentração de NO2 foi de 0,060 mol/L. Qual o valor da constante Kc, em termos de concentração, desse equilíbrio? Resolução: Tempo N2O4 <=> 2 NO2 Início 1,5 mol/2L= 0 =0,75 mol/L Reação 0,03 mol/L 0,06 mol/L Equilíbrio 0,72 mol/L 0,06 mol/L Na fórmula do Kc, entra apenas concentrações mol/L. 1,5 mol/2L = 0,75 mol/L de N2O4 1 mol de N2O4 ______ 2 mol de NO2 y ______ 0,06 mol/L y = 0,03 mol/L de N2O4 I - R = E 0,75 - 0,03 = 0,72 mol/L de N2O4 Kc= [NO2]²/[N2O2] = (0,06)²/0,072 = 0,005 -> Kc= 5. 10^-3 4. Bicarbonato de sódio sólido é usado como fermento químico porque se decompõe termicamente, formando gás carbônico, de acordo com a reação representada pela equação química: 2NaHCO3(s) → Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) Escreva a expressão matemática para a constante de equilíbrio expressa em termos de concentração (Kc) e em termos de pressões parciais (Kp). Resolução: Para o equilíbrio químico: 2 NaHCO3(s) 1 Na2CO3(s) + 1 CO2(g) + 1 H2O(g) a constante de equilíbrio é calculada pele expressão: KC = [CO2]1 . [H2O] Para o equilíbrio acima, a expressão da constante de equilíbrio em termos de pressões parciais é Kp=pCO . pH2O 5. Atualmente, o processo industrial utilizado para a fabricação de H2SO4 é chamado "processo de contacto". Nesse processo, o enxofre é queimado originando SO2(g). Este gás, juntamente com O2(g), é introduzido num conversor catalítico, quando ocorre a reação: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) Supondo que o espaço livre do conversor seja de 400 litros e nele estejam confinados 80 mol de SO2, 120 mol de O2 e 200 mol de SO3 sob dadas condições de pressão e temperatura, o valor de Kc para a reação acima representada, é: Resolução: Concentrações em quantidade de matéria das substâncias envolvidas no equilíbrio: 6. Qual a concentração dos íons H+ numa solução 1 mol/L de H3PO4 ? Dados Ki1 = 7x10-3 α1 = 80 % α2 = 20 % α3 = 10 % a) Considerar desprezível a concentração dos íons H+ provenientes da 2ª e da 3ª etapas da ionização do ácido. Calcule o pH e o pOH. b) Não considerar desprezível a concentração dos íons H+ provenientes da 2ª e da 3ª etapas da ionização do ácido. Calcule o pH e o pOH. c) Calcular as concentrações de todas as espécies em todas as ionizações. Resolução: 7. São aquecidos 10,0 g de SO3 a 723 ºC num tubo fechado de capacidade igual a 5 L. Estabelecido o equilíbrio, verifica-se que, o grau de dissociação do SO3 é igual a 50%. Calcule Kp e Kc do equilíbrio na referida temperatura. Massas atômicas S=32 g/mol; O=16 g/mol. 2SO3(g) 2SO2(g) + O2(g) 8. Quando a pilha mostrada a seguir está em funcionamento, a barra de chumbo vai se desgastando e a prata vai ficando mais espessa. No início do experimento, as duas barras apresentavam as mesmas dimensões. Para essa pilha determine: a)As equações das semirreações de oxidação e redução; b) A equação química da reação global; c) O sentido de movimento dos elétrons na parte externa do circuito e o sentido dos íons na parede porosa. Resolução: a) Semirreação do ânodo: 1 Pb(s) → 1 Pb2+(aq) + 2e- Semirreação do cátodo: 2 Ag2+(aq) + 2e-→2 Ag(s) b) Reação Global: 1 Pb(s) 2 Ag2+(aq) → 1 Pb2+(aq) + 2 Ag(s) c) Os elétrons movimentam-se do ânodo (eletrodo de chumbo) para o cátodo (eletrodo de prata). Os cátions dirigem-se do ânodo para o cátodo e os ânions dirigem-se do cátodo para o ânodo. 9. A bateria de chumbo usada em automóvel é constituída de um conjunto de pilhas com os eletrodos imersos em solução de ácido sulfúrico. As semi-reações e os potenciais padrões de redução a 25°C são: a) Escrever a equação da reação global e calcular o potencial padrão da pilha a energia livre. b) Indicar os números de oxidação do chumbo e do enxofre nas substâncias da pilha. Resolução: a) PbO2 + Pb + 4H+ + 2SO4 2- → 2PbSO4 + 2H2O ∆V = +1, 971 V. b) 10. A corrosão de ferro metálico envolve a formação envolve a formação de íons Fe2+. Para evitá-la, chapas de ferro são recobertas por uma camada de outro metal. Em latas de alimentos a camada é de estanho metálico e em canos d'água, de zinco metálico. Explique por que: a) a camada de zinco evita a corrosão de canos d'água; b) quando a camada de estanho é danificada, expondo a camada do ferro, a corrosão acontece mais rapidamente do que quando a referida camada está ausente. Dados: Potenciais padrões de redução a 25°C. Resolução: a) O zinco tem um potencial de oxidação maior que o ferro (+0,763 V para o zinco e +0,409 V para o ferro). Sendo assim, o zinco oxida primeiro e evita com isso a oxidação do ferro. Pode-se dizer que o zinco atua como metal de sacrifício para impedir que o ferro se oxide. b) Quando a camada de estanho é danificada, parte do metal se oxida a Sn2+. Forma-se, então, uma pilha:
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