LIsta Acido Base

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS – DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
 GQI-104 QUÍMICA ANALÍTICA I Prof. Marcio Pozzobon Pedroso 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS - Ácido Base 
 
- “para cálculos, consulte os valores das constantes de equilíbrio em tabelas específicas” 
- quando a verificação de um resultado não for satisfatória, resolver sem uma das aproximações 
efetuadas, explicando por que tal aproximação não é válida; caso encontre uma equação cúbica, 
não há a necessidade de resolução, desde que mostre que as aproximações são falhas. 
 
Introdução 
1. O que é um ácido e uma base? O que é um zwiteríon? 
 
Ácido e base conjugadas 
2. O que é um ácido conjugado ou uma base conjugada? É possível prever a força dessa 
espécie conjugada, a partir da força do ácido ou base que o origina? 
3. A água funciona como base ou como ácido? Explique através de reações. 
4. O que ocorre quando se dissolve um eletrólito forte em água? E um eletrólito fraco? 
5. Explique o mecanismo de dissolução de um sal. 
 
Constante de ionização da água 
6. Por que o pH da água é 7? Mostre através de equações. 
7. Qual a concentração molar da água? 
 
Cálculo do pH de soluções de ácidos e bases fortes 
8. Qual a [H+] e o pH em uma solução de: 
a. HNO3 0,1 mol L
-1; 
b. HNO3 10
-6 mol L-1 
c. HNO3 10
-8 mol L-1 
d. HNO3 10
-11 mol L-1. 
9. Que conclusão você pode tirar a respeito do exercício anterior? O mesmo é válido para 
soluções de bases fortes? É possível chegar a alguma conclusão ou regra para 
ácidos/bases fortes em solução? 
10. Existe algum ácido mais forte que H3O
+ ou alguma base mais forte que OH- em solução 
aquosa? O que acontece quando essas espécies são dissolvidas em água? 
11. Que espécies estão presentes em uma solução quando: 
a. mistura-se uma base forte com um ácido forte (mesmo volume e concentração) 
b. mistura-se uma base forte com um ácido forte (mesmo volume e base mais 
concentrada) 
c. mistura-se uma base forte com um ácido forte (mesmo volume e ácido mais 
concentrado) 
 
Cálculo do pH de soluções de ácidos e bases fracos 
12. Escreva a reação de dissociação de um ácido fraco. O que é Ka? Qual a relação do Ka com 
a força do ácido? Mostre, avaliando o numerador e o denominador do Ka sua resposta. 
13. Refaça o exercício anterior, porém, avaliando uma base fraca. 
14. Determine o pH e a concentração de todas as espécies em uma solução (resolva por 
balanços + Keq + aproximações): 
a. NH3 10
-1 mol L-1; 
b. NH3 10
-3 mol L-1; 
 
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c. NH3 10
-5 mol L-1; 
d. Dimetilamina 10-3 mol L-1; 
e. Anilina 10-3 mol L-1; 
f. É possível notar alguma tendência comparando Kb (para concentrações idênticas) 
ou concentrações (para mesma Kb)? 
 h. As tendências encontradas podem ser relacionadas para ácidos de mesma 
concentração ou de mesmo Ka? 
15. Qual o pH de uma solução aquosa de etanol (pKa 15,7) 10 -2 mol L-1? E de uma solução 
1 mol L-1? 
16. Encontre a concentração de todas as espécies e o pH para uma solução de 
HAc 5,3x10-3 mol L-1. Verifique se as aproximações são adequadas: se erro maior que 5%, 
refazer aproximações. 
17. Encontre a concentração de todas as espécies e o pH para uma solução de HClO (ácido 
hipocloroso) 1x10-6 mol L-1. Verifique se as aproximações são adequadas. Caso não sejam 
adequadas, resolva sem considerar uma das equações. Verifique as aproximações. Se 
ainda assim a aproximação não for adequada, apenas explique as aproximações incorretas. 
18. Repita o exercício 17, porém, utilizando uma base fraca. 
19. Repita o exercício 17, porém utilizando um ácido fraco. 
20. Ao comparar 2 ácidos diferentes, qual a informação obtida através do pKa? 
21. Qual a informação obtida para ácidos fracos monobásicos quando: pH = pKa? pH = pKa + 
1? pH = pKa – 1? pH = pKa + 2? pH = pKa – 2? 
22. A seguinte equação pH = pKb é válida para bases fracas monoácidas da mesma forma que 
para os ácidos fracos monobásicos? Faça a dedução, através do Kb de uma base fraca e α1 
= 0,5, e verifique se a equação está correta. 
23. Que informação é possível obter, para ácidos monobásicos, quando pH = pKa 
24. Qual a fração ionizada de HCN quando colocamos um gota do ácido em uma piscina de 
água em pH 8,5? E em pH 10 e pH 13? 
25. Que espécies estão presentes em solução quando misturamos 100 mL de HCN 0,01 mol L-1 
com NaCN 0,02 mol L-1? Determine a concentração de cada uma das espécies. 
26. Que espécies estão presentes em solução quando misturamos 100 mL de NH4Cl 0,01 mol 
L-1 com NH3 0,02 mol L
-1? Determine a concentração de cada uma das espécies. 
27. Que espécies estão presentes em solução quando misturamos 100 mL de HAc 0,02 mol L -1 
com NaAc 0,2 mol L-1? Determine a concentração de cada uma das espécies. 
28. Os indicadores ácido-base são ácidos/bases orgânicas fracas, que apresentam uma 
coloração na forma ácido e outra cor na forma básica. É possível prever em que valores de 
pH o indicador estará na forma ácida e em que valores ele estará na forma básica apenas 
tendo como informação o ka ou Kb do indicador? 
 
Grau de dissociação para eletrólitos fracos 
29. Calcule α1 para as soluções do exercício 11.a), 11.b) e 11.c) [utilize os valores de NH4
+ já 
calculados]. Compare os valores de α e verifique o que ocorre com o grau de dissociação a 
medida que a solução é diluída. 
30. O que significa α0 e α1? Para que tipo de ácidos e bases podemos calcular α? Existe 
alguma relação entre a constante de equilíbrio (ka ou Kb) e o grau de dissociação para um 
eletrólito fraco? 
 
 
 
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Diagrama de distribuição 
31. Obtenha o diagrama de distribuição das espécies para o HCN. Compare esse diagrama 
com aquele para o HAc (pag 60, Xerox). 
 
Como calcular o pH de uma solução de um sal 
32. Verifique se sais abaixo alteram o pH da água. Caso positivo, mostre através de reações se 
o pH deve ser ácido ou básico. Por fim, ordene todos os sais em função do pH crescente 
para soluções de mesma concentração (ordem crescente de pH). **Não necessita cálculo** 
a. KCl; 
b. NaNO3 
c. NaCN 
d. K2S 
e. NH4Cl 
f. Cloreto de piridínio (PyHCl) 
g. NaAc (acetato de sódio) 
33. Encontre a concentração de todas as espécies e o pH, após verifique se as aproximações 
são adequadas, para uma solução de: 
a. NaCN 1x10-2 mol L-1. 
b. NH4Cl 0,1 mol L
-1; 
c. Na2CO3 0,1 mol L
-1 (considere apenas a presença de CO3
2- e HCO3-; ka 2); 
d. NH4Ac 1 mol L
-1; 
e. NH4Cl 1x10
-6 mol L-1; 
34. O que é hidrólise? Pode-se dizer que é uma reação diferente daquelas estudadas com 
ácidos e bases fracas? 
35. Qual das soluções é mais ácida (ambas em mesma concentração): 
a. NaCN ou Piridina 
b. HAc ou NH4Cl 
c. NH4Ac ou NH4CN 
d. NaF ou piperidina (C5H11N) 
e. Trimetilamina ou peróxido de 
hidrogênio 
36. Por que o calcário (basicamente carbonato de cálcio) é usado para correção de solos com 
pH ácido? Ainda, explique por que o pH do solo não fica básico ao adicional uma elevada 
quantidade sobre o solo. 
 
Solução tampão 
37.O que é uma solução tampão? Pode-se dizer que uma solução de um ácido fraco é uma 
solução tampão? Justifique. 
38. O que ocorre com o pH de uma solução tampão quando ela é diluída? Descreva as reações 
que ocorrem quando um ácido ou uma base são adicionados à uma solução tampão? 
39. Qual a razão das concentrações do ácido e da base em uma solução tampão com: 
a. [Ac-] e [HAc] : pH 4,75? 
b. [NH3] e [NH4
+] : pH 10? 
c. [Ac. Fórmico] e [Formiato de sódio] : pH 3,5 
40. Determine a concentração de cada uma das espécies e o pH para o tampão HAc 0,02 mol 
L-1 e NaAc 0,2 mol L-1? 
41. É possível preparar um tampão tendo como reagentes apenas uma base fraca e um ácido 
forte? E um ácido fraco e uma base forte? Explique através de reações. 
 
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Ácidos e Bases polifuncionais 
42. Escreva as reações de dissociação, a constante de equilíbrio para cada reação e a 
constante global da reação para as seguintes espécies em solução aquosa: 
a. H3PO4 
b. H2SO4 
c. EDTA 
d. CO3
2- 
e. etilenodiamina 
43. 0 1 2 em função de [H
+] e de Ka para H2S. 
44. Com base nos seus conhecimentos sobre equilíbrio químico, diga: 
a. se a [S2-] pode ser desprezada em comparação com a de [H2S] em uma solução de 
H2S 0,1 mol L
-1. Justifique sua resposta. 
b. se EDTA4- (ou Y4- conforme nomenclatura do skoog) é a espécie majoritária em uma 
solução de EDTA tamponada em pH 8. 
45. Compare os valores de Ka para H2SO4, H3PO4 e ácido cítrico. Com base nesses valores, o 
que você pode dizer sobre as sucessivas etapas de ionização e sobre a coexitência de 
espécies em solução (por exemplo, se é possível ter H3PO4 coexistindo com HPO4
2-)? 
46. Explique todas as aproximações que são realizadas para a simplificação dos problemas 
envolvendo a determinação da [H+] para ácidos polifuncionais. 
47. Explique que aproximações não são válidas nos cálculos para as seguintes soluções: 
a. Ácido tartárico 0,1 mol L-1 
b. Ácido oxálico 0,1 mol L-1 
c. Ácido sulfúrico 0,01 mol L-1 
d. Ácido sulfídrico 10-6 mol L-1 
48. Calcule o pH e a concentração de todas as espécies (não é necessário calcular espécies 
desprezadas no BM) para uma solução de: 
a. H3PO4 0,1 L
-1 (R. [H+] = [H2PO4
-] =2,15x10-2; [H3PO4] = 7,85x10
-2) 
b. Etilenodiamina 0,01 mol L-1 
49. A partir de um diagrama de distribuição para um ácido diprótico, responda (sempre em 
função de pKa): 
a. Aproximadamente em que valor de pH [H2A] = [HÁ
-]? 
b. Aproximadamente em que valor de pH [HÁ-] = [A2-]? 
c. Aproximadamente em que valor de pH [HÁ-] é máxima (use pka1 e pKa2) 
d. A partir de que pH A2- é a espécie majoritária em solução? 
 
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Pedroso 
 
50. 3 para H3PO4 3 = [1 + ([H
+]/Ka3) + 
([H+]2/Ka3Ka2) + ([H
+]3)/Ka1Ka2Ka3]
-1 (dica: antes de iniciar as substituições, 
inverta os dois lados da equação 1/a3 = C/[PO4
3-]) 
51. 0 para H3PO4 0 = [1 + (Ka1/[H
+]) + 
[Ka1Ka2/[H
+]2/) + (Ka1Ka2Ka3/[H
+]3]-1 (dica: antes de iniciar as substituições, 
inverta os dois lados da equação 1/a3 = C/[PO4
3-])