Lista 1º estagio de Analitica (1)

Prévia do material em texto

UFCG/CCT/UAEQ 
DISCIPLINA: QUÍMICA ANALÍTICA 
PROFESSORA: ANA CRISTINA MUNIZ 
A lista de exercícios aqui apresentada não é obrigatória e não tem que ser entregue ao 
professor. Entretanto, recomenda-se que os exercícios aqui apresentados sejam feitos 
conscientemente como forma de treinamento para prova que poderá ou não ter questões 
“inspiradas” (não iguais) em modelos de exercícios aqui apresentados. 
LISTA DE EXERCÍCIOS 1º ESTAGIO 
 
1- Identifique o ácido (ou base) do lado esquerdo e sua base (acido) conjugada (o) do 
lado direito nas seguintes equações: 
a) HOCl + H2O ↔ H3O+ + OCl- 
b) HONH2 +H2O ↔ HONH3 + OH- 
c) NH4+ +H2O ↔ H3O+ + NH3 
d) 2HCO3- ↔ H2CO3 + CO3- 
e) PO43- + H2PO4- ↔ 2HPO42- 
 
2- Escreva as expressões das constantes de equilíbrio, pesquise e calcule (quando 
necessário) os valores numéricos para cada constante a temperatura ambiente 
a) C2H5NH2 (etilamina) [R: Kb=4,33x10-4] 
b) HCN (ácido cianídrico) 
c) NaCN (Cianeto de sódio) Ka= 6,2x10-10 [R: Kh=1,6x10-5] 
d) CO32- em H2O [R: β= 2,09x10-17] 
e) H3AsO4 em AsO43- [R: β=2,04x10-21] 
 
3- Calcule o pH da agua a 0 e 100°C. Dados K(0)=2,3x10-17; K = 8,8x10-15 e [H2O]=55,6 
mol/L [R: pH=7,4 e pH=6,1] 
 
4- Defina: 
a) Capacidade tamponante; 
b) Solução tampão e suas propriedades; 
c) Eletrólito fraco; 
d) Ácido conjugado de uma base de Bronsted-Lowry 
e) Autoprólise 
 
5- Dos reagentes abaixo, escolha um par ácido-base adequado para preparar um tampão 
com um pH igual a 9,2. 
a) Ácido Málico (HOOCCHOHCHHCOOH) Ka = 3,48 x 10-4; 
b) Amônia (NH3) Kb= 1,79 x10-5 
 
6- Calcule as concentrações molares de H+ e OH- a temperatura ambiente em: 
a) Ac. Hipocloroso [HOCl] = 0,03 mol/L; Ka=3,00x10-8 [R: [H+]= 3x10-5; [OH-
]=3,3x10-10] 
b) Etilamina [C2H5NH2] 0,1mol/L; Kb=4,33x10-4; [R: [H+]=1,6x10-12; [OH-
]=6,4x10-3] 
c) Hipoclorito de sódio [NaOCl]=0,2mol/L; Ka=3,00x10-8; [R: [OH-]=2,6x10-4; 
[H+]= 3,9x10-11] 
d) Cloroacetico [ClCHHCOOH]=0,1mol/L; Ka=1,36x10-3; [R: [H+] 1,3x10-2; 
[OH-]= 7,6x10-13] 
 
7- Qual a massa de HCOONa precisa ser adicionada a 400mL de HCOOH 1mol/L para 
produzir uma solução tampão com pH 3,5? Dado: Ka= 1,8x10-4 a temperatura 
ambiente. [R:15,5g] 
 
8- Qual a solução tem capacidade tamponante mais elevada? Porque? 
a) Uma mistura contendo 0,1 mol/L de NH3 e 0,2 mol/L de NH4Cl (Kb=1,49x10-
5) [R: pH=8,87] 
b) Uma mistura contendo 0.05 mol/L de NH3 e 0,1mol/L de NH4Cl 
(Kb=1,49x10-5) [R: pH=8,87] 
 
9- Determinar o valor de pH de 
a) Uma solução de NaOH (hidróxido de sódio) 0,625 mol/L [R: pH= 13,8] 
b) Uma solução de ácido nítrico [HNO3] = 0,015 mol/L [R: pH=1,82] 
c) Uma solução de hidróxido de bário {Ba(OH)2] = 0,0705 mol/L [R: pH=12,85] 
d) Uma solução contendo uma concentração de [H+]=4,76x10-5 mol/L [R: 
pH=4,32] 
e) Uma solução contendo uma concentração de [OH-]=3,18x10-2 mol/L [R: 
pH=12,50] 
 
10- Qual o valor da constante de ionização do ácido nitroso 2,00 mol/L que tem valor de 
pH=1,46? Qual o valor da constante de ionização do ácido nitroso 1,00 mol/L que 
tem valor de pH= 1,61? Ambas a temperatura ambiente. Comparar e justificar os 
valores encontrados. [R: [H+]= 3,5x10-2; Ka=6,1x10-4; [H+]= 2,4x10-2; Ka=6,2x10-4] 
 
11- Qual das soluções apresenta o menor valor de pH? 
 
a) Ácido clorídrico 0,20mol/L [pH= 0,7] 
b) Ácido acético 0,20 mol/L; Ka= 1,79x10-5 [pH=2,7] 
c) Ácido tricloroacético [CCl3COOH] 0,20 mol/L; Ka=2,31x10-1 [pH=0,89] 
d) Explicar melhor os valores de pH encontrados 
 
12- Construir uma tabela contendo [H+], pH e grau de ionização dos respectivos ácidos: 
fórmico (HCOOH); fluorídrico; cloroacético (CH2ClCOOH) e nítrico, todos a 0,025 
mol/L. Sabendo-se que os valores de Ka são 1,8x10-4; 6,6x10-4 e 1,4x10-3. Comparar 
e justificar os valores encontrados. 
Fórmico Fluorídrico Nítrico Cloroacético 
6,6x10-3 mol/L 1,25x10-2 mol/L 1,8x10-2 mol/L 0,025 mol/L 
2,8 1,9 1,7 0,60 
2,64% 5,01% 7,2% 100% 
 
13- Calcule a % de alfa de uma solução de 1,0 mol/L de ácido cianídrico (HCN). Dado 
Ka=4,93x10-10. [R:0,0022%] 
 
14- A [H+] de uma solução de ácido benzoico [HC7H5O2] 0,02 mol/L é 0,0011 mol/L. 
Calcule Ka para o ácido. [R: 6,0x10-5] 
 
15- Que concentração de ácido acético é necessário para que se obtenha [H+] =3,5x10-4 
mol/L? Dado Ka =1,75x10-5. [R: 7,0x10-3] 
 
16- Calcule a concentração de íons hidrogênio e íons hidroxila de uma solução de ácido 
acético glacial (HC2H3O2) que apresenta 1,31% de ionização. Dado: Ka = 1,75x10
-5. 
[R: 1,3x10-3 e 7,7x10-12] 
 
17- Deduza e encontre o valor da constante de hidrolise para o seguinte sal: 
a) Carbonato de sódio [Na2CO3] = 0,2 mol/L. Dado Ka1=4,3x10-7; Ka2: 5,6x10-
11 p/ a temperatura da agua 18°C. Dados: K= 8,65x10-15 e [H2O]= 55,6 mol/L. 
[ Kh1= 8,6x10-3 e Kh2= 1,1x10-6] 
 
18- Qual é o pH de uma mistura tampão de NH4OH + NH4Cl equimolar 0,1 mol/L. Como 
varia o pH. 
a) Se adicionar a 1 litro da mistura0,01 mol de HCl; [R: 9,16] 
b) Se adicionar a 1 litro da mistura 0,01 mol de NaOH; [R: 9,34] 
c) Se diluir a mistura com água 10 vezes. [R: 9,25] 
 
19- Calcular o volume mínimo necessário de NaOH liquido a 50% e d=1,53g/mL a se 
adicionado a 1 m3 de efluente contendo HCl com pH=2 e d=1.0g/mL, de modo a levar 
o pH do efluente tratado a faixa legal para descarte (pH =5,0). A reação que ocorre na 
operação é a neutralização do ácido pela base. Este tipo de cálculo pode ser realizado 
antes de testes de laboratório. [R=0,53L] 
 
20- Demonstre e calcule a constante de hidrolise do fosfato de sódio [Na3PO4] 0,1 mol/L 
assim como a [H+] e o pH da primeira hidrolise do mesmo. Dados: Ka1= 7,5x10-3 e 
Ka2= 6,2x10-8 e Ka3= 2,2x10-13 a temperatura ambiente. [R: Kh1=4,5x10-2 ;[ 
H+]=1,48x10-13; pH=12,82] 
 
 
21- Determine o valor do Kh para o íon formiato. Kw=1,88x10-14 e Ka=1,8x10-4 [R: 
1,04x10-10] 
 
22- Qual o caráter (ácido básico ou neutro) de cada sal em solução aquosa [temperatura 
ambiente] 
a) Nitrato de potássio (KNO3); [R: neutro] 
b) Nitrito de cálcio (Ca(NO2)2); dado Ka(HNO2)=6,3x10-4; [R: Básico] 
c) Fluoreto de sódio (NaF); dado Ka(HF)= 6,6x10-4. [R: Básico] 
d) Benzoato de sódio (C6H5COONa); dado Ka(C6H5COOH)=6,2x10-5; [R: 
Básico] 
Justificar a resposta utilizando os equilíbrios de hidrolise. 
 
23- Determine o valor de pH e demonstre os equilíbrios de hidrolise para as soluções: 
a) Nitrito de cálcio [Ca(NO2)2] = 0,3 mol/L; dado Ka(HNO2)=6,3x10-4 a 
temperatura ambiente; [pH=8,34] 
b) Fluoreto de amônio [NH4F]=0,3 mol/L; dado Kb=1,79x10-5 e Ka=6,6x10-4 a 
temperatura ambiente; [pH=6,2] 
 
24- Dê exemplos de sais que apresentam valor de pH=7,00; menor que 7,00 e maior 7,00. 
Explique por meio de equilíbrio químico estes valores. 
 
25- Calcular que volume de solução 0,1% (peso/volume) de um polímero X deve ser 
adicionado a 500 mL de uma amostra de agua bruta para que se obtenha uma 
concentração de 2,0ppm de X na amostra [R: V=1mL] 
 
26- Calcular o pH de uma solução de HCl 3,6 g/L em agua. Dado H=1; Cl=35. [R: pH=1] 
 
27- Em um processo industrial o engenheiro de processos deseja preparar uma solução 
com pH 1,3 a partir do H2SO4 0,1 mol/L. Qual deverá ser a concentração molar dessa 
solução para que o mesmo alcance esse pH? Dados: H=1; S=32 e O=16. [ R: 0,05 
mol/L] 
 
 
28- Em um processo químico o engenheiro deseja preparar uma solução de nitrato de ferro 
III [Fe(NO3)3] com apenas 6,42% (p/p) relativa a densidade de 1,509 g/mL. Dado 
O=16; N=14; Fe=56. Calcule: 
a) A concentração molar analítica dessa solução; [R: 0,4 mol/L] 
b) A massa em grama dessa solução contida em cada litro da mesma; [R: 
96,88g/L] 
c) A massa para ser usadaem 5 m3. [R: 340 kg] 
 
29- Calcular o pH de uma solução de 400 mg/L de NaOH em agua. Dados: Na=23; O=16; 
H=1. [R: pH=12] 
 
30- Uma solução aquosa de fenol (C6H5OH) de concentração 0,0100 mol/L está 0,05% 
dissociada à temperatura ambiente. Qual é o pKa deste acido? [R: pKa=8,60] 
 
31- Para que concentração do H2 e do CO2 se estabelecera o equilíbrio da reação 
reversível: CO + H2O = H2 + CO2, se as concentrações iniciais de CO e de vapor de 
agua forem 1 mol de 10 mol por litro? Que percentagem de CO ficara, neste caso 
transformada em CO2. Dado K=1. [R: 0,9 mol/L; 90%] 
 
 
32- Durante um processo de seleção de candidatos para uma vaga numa indústria química, 
o empregador está entrevistando 3 estudantes para a área de controle de qualidade e 
pede para cada um descrever como preparar uma solução tampão com o valor de pH 
entre 8,8 e 9,0. 
- O estudante 1 diz que misturaria soluções de ácido acético e acetato de potássio; 
- O estudante 2 diz que misturaria soluções de bicarbonato de sódio e carbonato 
de sódio; 
- O estudante 3 diz que misturaria soluções de amônia e nitrato de amônia; 
Qual dos 3 fez uma proposta correta? Explique sua resposta, e o que está errado 
com os outros dois procedimentos impróprios? 
 
33- Em uma estação de tratamento de efluentes industriais existem duas bombas 
dosadoras contendo HCl 0,1 mol/L e KOH o,1 mol/L, respectivamente. 
Acidentalmente o operador da ETEI diluiu em 100 vezes a concentração das duas 
bombas. Pergunta-se: 
a) O que pode ter ocorrido? 
b) Como variou o pH das soluções de HCl e de KOH quando ocorreu a diluição? 
c) Como o engenheiro responsável pode minimizar os efeitos ocorridos com 
relação aos valores de pH 
 
34- Calcular a concentração das espécies H+ e OH- , bem como os valores de pH e pOH 
de uma solução 0,025 mol/L de HCl. [R: [H+]=0,025 mol/L; pH=1,6; pOH= 12,39; 
[OH-]= 4,10-13]