9. Equilíbrio pH e pOH

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*
*
ÁGUA
*
N2O4(g)
2 NO2(g)
velocidade
tempo
*
te
N2O4(g)
2 NO2(g)
*
a A + b B
c C + d D
V 1
=
V 2
a
b
K1 [ A ] [ B ]
c
d
K2 [ C ] [ D ]
=
a
b
[ A ] [ B ]
c
d
[ C ] [ D ]
K1 
K2
KC
*
*
N2( g ) + 3 H2( g )
2 NH3( g )
=
[ N2 ]
[ H2 ]
3
[ NH3 ]
2
KC
2 H2( g ) + O2( g )
2 H2O( g )
=
[ O2 ]
[ H2 ]
2
[ H2O ]
2
KC
*
Cr2O7
2 H
2 –
+
H2O
2 CrO4
2 –
+
+
*
Onde : ni é o número de mols dissociados
 n é o número de mols inicial
a
n i
n
=
*
Para a reação:
HCN
(aq)
H
+
+
(aq)
(aq)
CN
–
= 
Ki
[ H ] 
[ CN ] 
[ HCN ] 
+
–
*
01) X, Y e Z representam genericamente três ácidos que, quando dissolvidos
 em um mesmo volume de água, à temperatura constante, comportam-se de
 acordo com a tabela:
mols dissolvidos
mols ionizados 
X
Y
Z
20
10
5
2
7
1
Analise as afirmações, considerando os três ácidos:
I. X representa o mais forte
II. Z representa o mais fraco
III. Y apresenta o maior grau de ionização
Está(ao) correta(s):
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas III.
d) Apenas I e II.
e) I, II e III.
a
ni
n
=
grau de ionização 
X
=
2
20
=
0,10
=
10 %
a
a
a
Y
Z
=
7
10
=
0,70
=
70 %
a
a
a
=
1
5
=
0,20
=
20 %
a
a
a
*
02) (FUVEST-SP) A reação
 H3C – COOH 	 H+ + H3C – COO 
tem 
Ka = 1,8 x 10
Dada amostra de vinagre foi diluída com água até se obter uma solução
de [H+] = 1,0 x 10 mol/L 
– 5
– 3
Nesta solução as concentrações em mol/L de CH3COO e de CH3COOH são, respectivamente, da ordem de: 
–
–
 3 x 10 e 5 x 10 .
– 1
– 10
b) 3 x 10 e 5 x 10 .
– 1
– 2
c) 1 x 10 e 5 x 10 .
– 3
– 5
d) 1 x 10 e 5 x 10 .
– 3
– 12
e) 1 x 10 e 5 x 10 .
– 3
– 2
[ H ] = 1,0 x 10 
+
– 3
[ CH3COO ] =
1,0 x 10 
– 3
–
= 
Ki
[ H ] 
+
[ CH3COO ]
–
[ CH3COOH ]
1,8 x 10
– 5
=
1,0 x 10 
– 3
1,0 x 10 
– 3
x
[ CH3COOH ]
[ CH3COOH ]
=
1,0 x 10 
– 3
1,0 x 10 
– 3
x
1,8 x 10
– 5
=
5,0 x 10
– 2
*
Ki
=
 m
a
2
1 –
a
para solução de grau
de ionização pequeno
Ki
=
 m
a
2
*
01) Uma solução 0,01 mol / L de um monoácido está 4,0% ionizada. A constante de ionização desse ácido é:
a) 1,6 x 10 
b) 1,6 x 10 
c) 3,32 x 10
d) 4,0 x 10 
e) 3,0 x 10 
– 3
– 5
– 6
– 5
– 5
m
= 0,01 mol/L
a
=
4 %
= 1,0 . 10 mol/L
– 2
= 0,04
= 4,0 . 10
– 2
Ki
=
 m
a
2
2
= 1,0 . 10
– 2
x
( 4 x 10 )
– 2
Ki
Ki
=
1,0 . 10
– 2
x
16 x 10
– 4
Ki
=
16 x 10
– 6
Ki = 1,6 x 10
– 5
*
02) A constante de ionização de um ácido HX, que se encontra 0,001%
 dissociado, vale 10 . A molaridade desse ácido, nessas condições
 é :
– 11
a) 10 
b) 0,001
c) 10
d) 0,10.
e) 1,00.
– 11
– 5
Ki
 m
a
=
2
Ki
 m
a
=
=
0,001 %
= 0,00001
– 11
10
?
= 1,0 . 10
– 5
=
2
– 11
10
=
 m
x
– 5
(10 )
– 10
10
=
– 11
10
– 10
10
 m
– 1
= 10
= 0,10 M
 m
*
*
H
H2O
( l )
+
(aq)
+
(aq)
OH
–
A constante de equilíbrio será:
Ki =
[ H ] 
[ OH ] 
[ H2O ] 
+
–
como a concentração da água é praticamente constante, teremos:
= 
Ki x [ Kc] 
[ H ] 
[ OH ] 
+
–
PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA ( Kw )
Kw
– 14
A 25°C a constante “Kw” vale 10 mol/L
– 14
[ H ] [ OH ] = 10
+
–
*
Um alvejante de roupas, do tipo “ água de lavadeira “, apresenta [OH ] aproximadamente igual a 1,0 x 10 mol/L. Nessas condições, a concentração de H será da ordem de:
–
+ 
– 4
a) 10
b) 10
c) 10
d) 10 
e) zero.
– 14
– 10
– 2
– 3
[H ] = ? 
+
[ OH ] 
–
– 4
Kw = 10 M 
= 10 M
– 14
= 
– 14
[H ] 
[OH ] 
+
–
10 
x
– 4
10
[H ] 
+
= 
– 14
10 
– 4
10
[H ] 
+
= 
– 10
10 mol/L
*
Em água pura a concentração 
hidrogeniônica [H ] é igual 
à concentração hidroxiliônica [OH ], isto é, a 25°C, observa-se que:
+
–
= 
– 7
[H ] 
[OH ] 
+
–
10 
= 
Nestas condições dizemos que 
a solução é “ NEUTRA “ 
*
As soluções em que 
[H ] > [OH ] 
terão características 
ÁCIDAS
+
–
10 mol/L
< 
[ H ] 
[OH ] 
+
–
>
– 7
10 mol/L
– 7
nestas soluções teremos
*
As soluções em que 
[H ] < [OH ] 
terão características 
BÁSICAS
+
–
10 mol/L
> 
[ H ] 
[OH ] 
+
–
<
– 7
10 mol/L
– 7
nestas soluções teremos
*
01) Observando a tabela abaixo, podemos afirmar que entre os líquidos
 citados tem(em) caráter ácido apenas: 
 o leite e a lágrima.
 a água de lavadeira.
 o café preparado e a coca-cola.
 a água do mar e a água de lavadeira.
 a coca-cola.
*
02) (Covest-90) O leite azeda pela transformação da lactose em ácido
 lático, por ação bacteriana. Conseqüentemente apresenta ...
 aumento da concentração dos íons hidrogênio.
 aumento da concentração dos íons oxidrilas.
 diminuição da concentração dos íons hidrogênios.
 diminuição da concentração dos íons oxidrilas.
Assinale o item a seguir que melhor representa o processo.
 I e III.
 II e IV.
 I e II.
 II.
 I e IV. 
*
03) Misturando-se 100 mL de suco de laranja, cuja [H +] = 0,6 mol/L, com
 200 mL de suco de laranja, cuja [H +] = 0,3 mol/L, não se obtém:
 uma solução onde [H +] = 0,4 mol/L.
 uma solução completamente neutra.
 uma solução de acidez intermediária.
 uma solução menos ácida do que a de [H +] = 0,6 mol/L.
 uma solução mais ácida do que a de [H +] = 0,3 mol/L.
V1 = 100 mL
[H ]1 = 0,6 mol/L
+
V2 = 200 mL
[H ]2 = 0,3 mol/L
+
Vf = 300 mL
[H ]f = ? mol/L
+
Vf x [H ]f = V1 x [H ]1 + V2 x [H ]2 
+
+
+
300 x [H ]f = 100 x 0,6 + 200 x 0,3
+
300 x [H ]f = 60 + 60
+
[H ]f = 120 : 300
+
[H ]f = 0,4 mol/L
+
*
04) Observando a tabela abaixo, podemos afirmar que entre os
 líquidos citados tem(êm) caráter ácido apenas: 
Líquido
Leite
Água do mar
Coca-cola
Café preparado
Lágrima
Água de lavadeira
10
– 7
10
– 7
10
– 8
10
– 3
10
– 5
10
– 12
[ H ] 
[ OH ] 
+
–
10
– 7
10
– 7
10
– 6
10
– 11
10
– 9
10
– 2
a) O leite e a lágrima.
b) A água de lavadeira.
c) O café preparado e a coca-cola.
d) A água do mar e a água de lavadeira.
e) A coca-cola.
*
Como os valores das concentrações 
hidrogeniônica e oxidriliônica são pequenos,
é comum representá-las na forma de logaritmos e, 
surgiram os conceitos de
pH e pOH 
pH
pOH
=
=
– log [ H ]
– log [ OH ]
+
–
*
Na temperatura de 25°C
Em soluções neutras
pH = pOH = 7
Em soluções ácidas
pH < 7 e pOH > 7
Em soluções básicas
pH > 7 e pOH < 7
*
Podemos demonstrar
que, a 25°C,
e em uma mesma solução
 pH + pOH = 14 
*
01) A concentração dos íons H de uma solução é igual a 0,0001. O pH desta solução é:
a) 1.
b) 2.
c) 4.
d) 10.
e) 14.
pH
=
– log [ H ]
+
+
[ H ] 
+
=
0,0001 mol/L
10 mol/L
– 4
– log 10
– 4
pH
=
pH = – ( – 4) x log 10
pH = 4 x 1
pH = 4
*
02) A concentração hidrogeniônica de uma solução é de 
 3,45 x 10 íons – g/L. O pH desta solução vale:
– 11
Dado: log 3,45 = 0,54
a) 11.
b) 3.
c) 3,54.
d) 5,4.
e) 10,46.
[ H ] = 3,45 x 10 
+
– 11
pH = – log [H ]
+
pH = – log (3,45 x 10 )
– 11
pH = – [log 3,45 + log 10 ]
– 11
pH = – [ 0,54 – 11 ]
pH = 11 – 0,54
pH = 10,46
*
03) Considere os sistemas numerados (25°C)
pH = 6,0
Saliva
5
pH = 8,5
Sal de frutas
4
pH = 8,0
Clara de ovos
3
pH = 6,8
Leite
2
pH = 3,0
Vinagre
1
A respeito desses sistemas, NÃO podemos afirmar:
a) São de caráter básico os
sistemas 3 e 4.
b) O de maior acidez é o número 1.
 O de número 5 é mais ácido que o de número 2.
 O de número 1 é duas vezes mais ácido que o de número 5.
e) O de menor acidez é o sal de frutas.
1 tem pH = 3
[ H ] 
+
=
10
– 3
= 
10
– 6
10
– 3
10
3
o 1 é 1000 vezes
mais ácido do que 5, então é FALSO
5 tem pH = 6
[ H ] 
+
=
10
– 6
*
04) (UPE-2004 - Q1) Na tabela, há alguns sistemas aquosos com os respectivos valores
 aproximados de pH, a 25°C.
pH = 3,0
vinagre
saliva
limpa - forno
pH = 8,0
pH = 13,0
pH = 9,0
pH = 1,0
água do mar
suco gástrico
Considerando os sistemas aquosos da tabela, é correto afirmar que:
 O vinagre é três vezes mais ácido que o suco gástrico.
pH = 3,0
vinagre
pH = 1,0
suco gástrico
[ H ] = 10 M
+ 
– 3 
[ H ] = 10 M
+ 
– 1 
= 10 
– 2 
é 100 vezes menor 
b) No vinagre, a concentração de íons H3O é cem mil vezes maior que a da saliva.
+
pH = 3,0
vinagre
pH = 8,0
saliva
[ H ] = 10 M
+ 
– 3 
[ H ] = 10 M
+ 
– 8 
= 10 
5 
é 100000 vezes maior 
A água do mar é menos alcalina que a saliva e mais ácida que o vinagre.
 O sistema aquoso limpa - forno é o que contém o menor número de mols de
 oxidrila por litro.
O suco gástrico constitui um sistema aquoso fracamente ácido.
*
05) (Covest-2003) As características ácidas e básicas de soluções aquosas
 são importantes para outras áreas além da “Química”, como, por
 exemplo, a Saúde Pública, a Biologia, a Ecologia, e Materiais. Estas
 características das soluções aquosas são quantificadas pelo pH, cuja
 escala é definida em termos da constante de ionização da água (Kw) a
 uma dada temperatura. Por exemplo, a 25C a constante de ionização
 da água é 10–14 e a 63 C é 10–13. Sobre o pH de soluções aquosas a 
 63C julgue os itens abaixo:
pH + pOH = 13. 
0
0
Água pura (neutra) apresenta pH igual a 6,5. 
1
1
Água pura (neutra) apresenta pH igual a 7,0. 
2
2
Uma solução com pH igual a 6,7 é ácida. 
3
3
4
4
A concentração de íons hidroxila na água pura (neutra) é
igual 10–7 mol/L. 
0
6,5
13
ácida
neutra
básica
63ºC
Kw = 10
– 13
*
06)(Covest – 2004) Sabendo-se que, a 25°C, o cafezinho tem pH = 5,0, o suco de
 tomate apresenta pH = 4,2, a água sanitária pH = 11,5 e o leite, pH = 6,4,
 pode-se afirmar que, nesta temperatura:
 o cafezinho e a água sanitária apresentam propriedades básicas.
 o cafezinho e o leite apresentam propriedades básicas.
 a água sanitária apresenta propriedades básicas.
 o suco de tomate e a água sanitária apresentam propriedades
 ácidas.
e) apenas o suco de tomate apresenta propriedades ácidas.
0
7,0
14
ácida
neutra
básica
25ºC
Kw = 10
– 14
Cafezinho: pH = 5,0
Propriedades ácidas
Suco de tomate: pH = 4,2
Propriedades ácidas
Água sanitária: pH = 11,5
Propriedades básicas
Leite: pH = 6,4
Propriedades ácidas