Lista de Exercícios Equilíbrio Ácido Base

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA 
CURSO DE GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA QUÍMICA 
DISCIPLINA: Química Analítica 
Prof. Msc. Bruno Elias dos Santos Costa 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS: EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE 
(Cálculo de pH, Hidrólise Salina, Solução Tampão) e VOLUMETRIA DE NEUTRALIZAÇÃO 
 
1) Definir ácido e base em termos das teorias de Arrhenius, Bronsted-Lowry e Lewis. 
 
2) Dentre as espécies químicas CH3CO2H (Ka=1,8x10-5) e HOCl (Ka=3,5x10-8), qual tem a base conjugada mais 
forte? Explique a resposta. 
 
3) Considerando os ácidos HF (Ka=7,2x10-4), HPO42- (Ka=3,6x10-13) e CH3CO2H (Ka=1,8x10-5). Responder: 
 
a) Escrever as equações de ionização. 
b) Qual é o ácido mais forte? Qual é o mais fraco? 
c) Qual é a base conjugada do ácido HF? 
d) Que ácido tem a base conjugada mais fraca? E a mais forte? 
 
4) Explicar qual das soluções apresenta o menor valor de pH: 
 
(a) ácido clorídrico 0,20 mol L-1. 
(b) ácido acético 0,20 mol L-1. (Ka=1,75x10-5) 
(c) ácido tricloroacético (CCl3COOH) 0,20 mol L-1. (Ka=2,3x10-1) 
(R: A solução de ácido clorídrico) 
 
5) Construir uma tabela contendo [H+] e pH dos respectivos ácidos: fórmico (HCOOH); fluorídrico e cloroacético 
(CH2ClCOOH), ambos 0,250 mol/L. Sabendo-se que os respectivos valores de Ka são 1,76x10-4 e 6,70x10-4. 
 
Ácidos [H+] mol/L pH 
HCOOH 6,63x10-3 2,18 
CH2ClCOOH 1,328x10-2 1,88 
 
6) Calcular a concentração de íons hidrônio presentes em uma solução de ácido nitroso (HNO2) 0,120 mol L-1. 
Dado: Ka = 7,1x10-4 (R: [H3O+] = 8,9x10-3 mol/L) 
 
7) Calcular o pH e a concentração de íons hidrogênio de uma solução 5,0x10-8 mol/L de ácido hipocloroso 
(HClO). Dado: Ka=3,0x10-8. (R: pH = 6,90 e [H+] = 1,265x10-7 mol/L) 
 
8) Classificar cada uma das seguintes soluções salinas conforme seu caráter ácido, básico ou neutro. Escrever 
uma ou mais equações justificando cada resposta. 
Dados: Kb NH3 = 1,8x10-5 e Ka HCN = 4,0x10-10. 
a) NH4Cl 
b) KCN 
c) NH4CN 
 
9) Calcular o pH das soluções salinas a seguir. 
 
Dados: Ka CH3COOH = 1,8x10-5; Ka HCN = 4,0x10-10; Kb NH3 = 1,8x10-5 e Ka HCOOH = 4,0x10-4 
 
a) CH3COONa 0,25 mol/L (R: pH = 9,07) 
b) NaCN 0,45 mol/L (R: pH = 11,53) 
c) NH4Cl 0,10 mol/L (R: pH = 5,13) 
d) CH3COONH4 0,15 mol/L (R: pH = 7,00) 
e) NH4CN 0,15 mol/L (R: pH = 11,28) 
f) HCOONH4 0,15 mol/L (R: pH = 5,14) 
 
10) Calcular o pH de cada um dos seguintes tampões: 
 
a) CH3COOH 0,4 mol/L + CH3COONa 0,4 mol/L. Dado: Ka CH3COOH = 1,8x10-5 (R: pH = 4,7) 
b) NH3 0,7 mol/L + NH4NO3 0,7 mol/L. Dado: Kb NH3 = 1,8x10-5 (R: pH = 9,3) 
 
11) Calcular quantos mols de acetato de sódio (CH3COONa) devem ser adicionados a 275 mL de ácido acético 
(CH3COOH) 0,20 mol/L para preparar um tampão com pH = 4,50? Considerar que não há variação do volume. 
Dado: Ka CH3COOH = 1,8x10-5 (R: 3,1x10-2 mol) 
 
12) Calcular o pH da solução tampão originado pela mistura de ácido fórmico (HCOOH) 0,10 mol e formiato de 
sódio (HCOONa) 0,10 mol em 1 litro de solução aquosa. 
Dado: Ka = 1,74 x 10-4. (R: pH = 3,76) 
 
13) Qual das seguintes bases é a mais adequada para se preparar um tampão de pH 9,00: 
 
a) NH3 (amônia, Kb = 1,76x10-5); 
b) C6H5NH2 (anilina, Kb = 3,99x10-10); 
c) H2NNH (hidrazina, Kb = 3,991,05x10-6); 
d) C5H5N (piridina, Kb = 1,58x10-9). 
 
14) Por que a capacidade de tamponamento aumenta com o aumento da concentração do tampão? 
 
15) Por que a capacidade de tamponamento é máxima quando pH = pKa? 
 
16) Uma amostra de 50,00 mL de um vinho de mesa branco requer 21,48 mL de uma solução NaOH 0,03776 
mol/L para alcançar o ponto final com fenolftaleína. Expressar a acidez do vinho em termos de gramas de 
ácido tartárico (H2C4H4O6, 150,09 g/mol) por 100 mL (pressuponha que ambos os prótons ácidos do 
composto sejam titulados). (R: 0,1217 g ácido tartárico/100mL). 
 
17) Uma amostra de 10,00 mL de vinagre (ácido acético, CH3COOH) foi pipetada para um frasco, ao qual foram 
adicionadas duas gotas de fenolftaleína, e o ácido foi titulado com NaOH 0,1008 mol/L. 
 
a) se 45,62 mL da base forma requeridos para a titulação, qual é a concentração molar do ácido acético na 
amostra? (R: 0,4598 mol/L). 
b) qual é a porcentagem (m/v) de ácido acético na amostra? (R: 2,75% m/v). 
 
18) Considere a titulação de 100,0 mL de uma solução de NaOH 0,100 mol/L com uma solução de HBr 1,00 
mol/L. Determine o pH nos volumes de ácido adicionados que são dados a seguir, e faça um gráfico do pH 
contra Va. Considere os seguintes Va: 0; 1; 5; 9; 9,9; 10; 10,1 e 12 mL. 
(R: pH = 13,00; 12,95; 12,68; 11,96; 10,96; 7,00; 3,04; 1,75). 
 
19) Um ácido fraco HA (pKa = 5,00) foi titulado com uma solução de KOH 1,00 mol/L. A solução do ácido tinha 
um volume de 100,0 mL e uma molaridade de 0,100 mol/L. Determine o pH para os volumes adicionados de 
base que são dados a seguir, e faça um gráfico de pH contra Vb. Considere os seguintes Vb: 0; 1; 5; 9; 9,9; 10; 
10,1 e 12 mL. 
(R: pH = 3,00; 4,05; 5,00; 5,95; 7,00; 8,98; 10,96; 12,25). 
 
20) Uma alíquota de 100,0 mL de uma solução 0,100 mol/L de uma base fraca B (pKb = 5,00) foi titulada com 
uma solução de HClO4 1,00 mol/L. Determine o pH nos volumes de ácido adicionados que são vistos a 
seguir, e faça um gráfico de pH contra Va. Considere os seguintes Va: 0, 1; 5; 9; 9,9; 10; 10,1 e 12 mL. 
(R: pH = 11,00; 9,95; 9,00; 8,05; 7,00; 5,02; 3,04; 1,75).