Lista 3- Química Analítica

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Química Analítica – QUI0173
Prof. Marcelo da Rosa Alexandre
3ª Lista de Exercícios
01 - Escreva as reações para cada etapa de formação do íon complexo [Cu(NH3)4]2+ e as expressões das constantes de formação (k) respectivas, e calcule a constante de formação global (β4). k1 = 2,0 x 104; k2 = 5,0 x 103; k3 = 103; k4 = 2,0 x 102; (Resp.: 2,0 x 1013)
02 - Calcule a concentração de cada um das quatro espécies de zinco(II) em solução contendo 0,500 mol.L-1 de NH3 e concentração total de zinco 0,00250 mol.L-1. k1 = 2,5 x 102; k2 = 2,5 x 102; k3 = 3,2 x 102; k4 = 1,3 x 102. (Resp.: 1,52 x 10-11; 1,90 x 10-9; 2,40 x 10-7; 3,80 x 10-5; 2,47 x 10-3)
03 - Uma solução foi preparada na qual, antes da complexação, Cd(II) era 0,00025 mol.L-1 e I- era 0,0100 mol.L-1. Os valores K1 e K2 para a complexação do Cd2+ com I- são 190 e 44, respectivamente. Que percentagens de Cd(II) no equilíbrio serão Cd2+, CdI+ e CdI2? (R: 27%, 51% e 22%).
04 - Calcule a massa de Na2H2Y.2H2O necessárias para preparar 500,00 mL de solução de EDTA 0,0500 mol.L-1. (R: 9,306 g)
05 - A constante de formação do complexo de prata-etilenodiamina [Ag(NH2CH2CH2NH2)+], é 5 x 104. Calcule a concentração de Ag+ no equilíbrio com uma solução 0,100 mol.L-1 do complexo. Assuma a inexistência do complexo de maior ordem. (R: 1,4 x 10-3 mol.L-1)
06 - Determine a concentração em mol.L-1 de uma solução de EDTA na qual 26,44 mL foram requeridos para titular uma amostra contendo Ca2+ a partir de 287,4 mg do padrão primário CaCO3. (R: 0,1086 mol.L-1)
07 - Qual a massa de carbonato de cálcio que está dissolvida em 250,0 mL de solução se uma alíquota de 50,00 mL requereu 30,00 mL de solução de EDTA 2,0 x 10-2 mol.L-1 para a titulação? (R: 300,3 mg)
08 - Uma alíquota de 100,0 mL de água potável foi tamponada em pH 10 e, após a adição do indicador calmagita, requereu 38,41 mL de 4,652 x 10-3 mol.L-1 de EDTA para a titulação. Calcule a dureza da água como (a) mg.L-1 de CaCO3 e (b) mg.L-1 de CaO. (R: (a) 178,9 (b) 100,3)
09 - Uma amostra de leite em pó pesando 1,450 g foi misturada com um tampão aquoso de pH 11,5. Algumas gotas do indicador calmagita foram adicionadas e a solução requereu 31,62 mL de 1,538 x 10-2 mol.L-1 de EDTA para alcançar o ponto final da titulação. Calcule a porcentagem de cálcio. (R: 1,34%)
10 - Uma alíquota de 1,00 mL de uma solução de níquel (II) foi diluída com água adicionando-se tampão de amônio e 15,00 mL de uma solução de EDTA 0,0100 mol.L-1. O excesso de EDTA foi titulado com uma solução padrão de cloreto de magnésio 0,0150 mol.L-1 necessitando-se 4,27 mL. Calcule a concentração de níquel (II) na solução. (R: 0,0860 mol.L-1)
11 - Uma alíquota de 25,00 mL de solução de Pb (II) 3,17 x 10-2 mol.L-1 foi titulada em pH
10,00 com EDTA 4,83 x 10-2 mol.L-1. Calcule os valores de pPb nos seguintes pontos da titulação: (a) antes da adição do titulante; (b) após a adição de 10,00 mL de titulante; (c) no ponto de equivalência; (d) após a adição de 35,00 mL de titulante. Kf = 1,1 x 1018. (R: (a) 1,50; (b) 2,05; (c) 9,65; (d) 17,70)
12 - Construa uma curva de titulação correspondente à titulação de 100,00 mL de solução 0,020 mol.L-1 de íon magnésio, com uma solução 0,020 mol.L-1 de EDTA em pH 10, após a adição de: (a) 0 mL; (b) 10 mL; (c) 50 mL; (d) 100 mL (e) 120 mL. Kf = 4,9 x 108 e α4 = 0,405. (R: (a) 1,70; (b) 1,79; (c) 2,18; (d) 5,15; (e) 8,94)
13 - Coloque as seguintes substâncias em ordem decrescente de força oxidante: H2SeO3, H3AsO4, Hg+2, Cu+2, Zn+2, O3, HClO, K+, Co+2 
14 - Coloque as seguintes substâncias em ordem decrescente de força redutora: I2, V+3, Sn+2, Co+2, Cl2, Ag+, S, Ni+2, F2 
15 - Numa solução neutra, os íons permanganato podem oxidar íons manganês (II). Expresse a equação balanceada da reação. 
16 - Uma solução 3,0 mol.L-1 em HCl contendo uma mistura de Pt+4 e Pt+2 produz clorocomplexos a partir dos íons de Pt. Se a solução é 0,015 mol.L-1 em Pt+4 e 0,025 mol.L-1 em Pt+2, qual é o potencial da meia-reação?
17 - Qual deve ser o potencial no ponto de equivalência na titulação de Fe+3 com Sn+2. 
18 - Através do potencial padrão, determine a reação entre as seguintes meia reações e calcule a voltagem correspondente da célula padrão. 
VO2+ + 2H+ + e- ( V+3 + H2O 
UO2+2 + 4H+ + 2e- ( U+4 + 2H2O 
19 - Qual é o potencial de uma solução preparada pela adição de 90 mL de KI 5,0 mol.L-1 em 10 mL de H2O2 0,1 mol.L-1 tamponada em pH 2,0.
 
20 - Calcule a voltagem das seguintes células 
a) Pt/I- (0,1 mol.L-1), I3- (0,01 mol.L-1)// IO3- (0,1 mol.L-1), I2 (0,01 mol.L-1), H+ (0,1 mol.L-1)/Pt 
b) Ag/AgCl(s)/Cl- (0,1 mol.L-1)// UO2+2 (0,2 mol.L-1), U+4 (0,05 mol.L-1), H+(1,0 mol.L-1)/Pt 
21 - Calcule o potencial da solução na titulação de 100 mL de Fe+2 0,100 mol.L-1 com 10,0; 50,0; 100,0 e 200 mL de Ce+4 0,10 mol.L-1 
22 - Qual a quantidade de iodo (I2) em mg contida em uma solução amostra se para sua titulação utilizou-se 20 mL de uma solução de Na2S2O3 0,1040 mol.L-1? 
S4O62- + 2é ( 2S2O32- Eo = + 0,08V
I2(aq) + 2é ( 2I- Eo = + 0,615 V
23 - Calcule a constante de equilíbrio para as seguintes reações:
a) Cu + Ag+ ( Cu2+ + Ag
b) MnO4- + Mn2+ ( MnO2
c) Fe3+ + I- ( Fe2+ + I3-
24 - Calcule o potencial padrão para cada uma das seguintes reações e diga qual ou quais ocorrerão de forma espontânea.
a) Fe + Zn2+ ( Zn + Fe2+
b) Fe + Fe3+ ( Fe2+
c) Zn + CuI ( Zn2+ + Cu + I-
25 – A titulação de 0,1756g do padrão primário Na2C2O4 necessitou de 32,04 mL de uma solução de permanganato de postássio. Calcule a concentração em mol por litro de KMnO4 nessa solução.
26 – Uma quantidade de um minério de ferro igual a 0,7120 g foi dissolvida e passada por um redutor de Jones. A titulação do Fe(II) produzido necessitou de 39,21 mL de KMnO4 0,02086 mol.L-1. Expresse os resultados dessa análise em termos de (a) percentual de Fe e (b) precentual de Fe2O3. 
Modelo de Prova I
1 - Calcule o potencial do ponto de equivalência na titulação de U4+ 0,0500 mol.L-1 com Ce4+ 0,100 mol.L-1. Considere que ambas as soluções estão em meio ácido [H+] = 1,00 mol.L-1.
U4+ + 2Ce+4 + 2H2O ( UO22+ + 2Ce3+ + 4H+.
Dados:
UO22+ + 4H+ + 2e ( U4+ + 2H2O Eo = + 0,334V
Ce4+ + e ( Ce3+ Eo = + 1,44V
2 - Se as seguintes meias-células forem o eletrodo do lado direito de uma célula eletroquímica, com o eletrodo padrão de hidrogênio à esquerda, calcule o potencial da célula. Se a célula fosse colocada em curto circuito, indique se os eletrodos mostrados se comportariam como ânodo ou cátado.
Ni( Ni2+ (0,0943 mol.L-1)
Pt( Sn2+ (0,0944 mol.L-1), Sn4+ (0,350 mol.L-1)
Dados: 
Ni2+ + 2e ( Ni(s) Eo = -0,250 V
Sn4+ + 2e ( Sn2+ Eo = + 0,154 V
3 - Calcular o volume de EDTA 0,0500 mol.L-1 necessário para titular
27,16 mL de Mg(NO3)2 0,0741 mol.L-1
O cálcio (Ca) em 0,5140 g de uma espécie de mineral que é 81,4% em brushita CaHPO4.2H2O (172,9 g.mol-1)
4 – O Zinco (Zn) em 0,7162g de talco para os pés foi titulado com 21,27 mL de EDTA 0,01645 mol.L-1. Calcule a porcentagem de Zn2+ presente nessa amostra.
Modelo de Prova II
1 – Sob condições adequadas, a tiouréia é oxidada a sulfato por soluções de bromato
3CS(NH2)2 + 4BrO3- + 3H2O ( 3CO(NH2)2 + 3SO42- + 4Br- + 6H+
Uma amostra de 0,0715 g de um material consumiu 14,1 mL de KBrO3 0,00833 mol.L-1. Qual a porcentagem de pureza da amostra de tiouréia?
2 - Se as seguintes meias-células forem o eletrodo do lado direito de uma célula eletroquímica, com o eletrodo padrão de hidrogênio à esquerda, calcule o potencial da célula. Se a célula fosse colocada em curto circuito, indique se os eletrodos mostrados se comportariam como ânodo ou cátodo.
Ni( Ni2+ (0,0943 mol.L-1)
Pt( Sn2+ (0,0944 mol.L-1), Sn4+ (0,350 mol.L-1)
Dados: 
Ni2+ + 2e ( Ni(s) Eo = -0,250 V
Sn4+ + 2e ( Sn2+ Eo = + 0,154 V3 - Determine a concentração em mol.L-1 de uma solução de EDTA na qual 26,44 mL foram requeridos para titular uma amostra contendo Ca2+ a partir de 287,4 mg do padrão primário CaCO3
4 - Uma solução de EDTA foi preparada pela dissolução de aproximadamente 4 g de sal dissódico em aproximadamente 1 L de água. Uma média de 42,35 mL dessa solução foi requerida para titular uma alíquota de 50,00 mL de padrão contendo 0,7682g de MgCO3 por litro. A titulação de uma amostra de 25,00 mL de água mineral a pH 10 requereu 18,81 mL da solução de EDTA. Uma alíquota de 50,00 mL da água mineral foi fortemente alcalinizada para precipitar o magnésio como Mg(OH)2. A titulação, com um indicador específico para cálcio, requereu 31,54 mL de solução de EDTA. Calcular:
A concentração molar da solução de EDTA
A concentração de CaCO3 na água mineral (ppm)
A concentração de MgCO3 na água mineral (ppm) 
Dados: 24Mg; 12C; 16º; 14N; 32S; 80Br