Lista 1 Ácido, base, números significativos e erros

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 Universidade Federal de São Paulo 
Química Analítica para Ciências Ambientais 
Lista 1 
 
1) Determinar o valor de pH de: 
(a) uma solução de hidróxido de sódio 0,625 mol L
-1
. R = 13,80 
(b) uma solução de nítrico 0,0150 mol L
-1
. R = 1,824 
(c) uma solução de hidróxido de bário 0,0705 mol L
-1
. R = 13,15 
(d) uma solução contendo uma concentração de hidrogênio 4,76x10
-5
 mol L
-1
. R = 4,322 
(e) uma solução contendo uma concentração de hidroxila 3,18x10
-2
 mol L
-1
. R = 12,50 
 
2) Qual o valor da constante de ionização do ácido nitroso 2,00 mol L
-1
 que tem valor de pH = 1,46? 
Qual o valor da constante de ionização do ácido nitroso 1,00 mol L
-1
 que tem valor de pH = 1,61? 
Ambas em 25ºC. R = 6,1x10
-4
; R = 6,1x10
-4
. Comparar e justificar os valores encontrados. 
 
3) Qual das soluções apresenta o menor valor de pH ? 
(a) ácido clorídrico 0,20 mol L
-1
. R = 0,70 
(b) ácido acético 0,20 mol L
-1
. R = 2,73 Ka 1,74x10
-5
 
(c) ácido tricloroacético (CCl3COOH) 0,20 mol L
-1
. R = 0,89 Ka = 2,3x10
-1
 
(d) Explicar os valores de pH encontrados. 
 
4) Quais os valores de pH, pOH, [H
+
] e [OH
-
] para: 
(a) pH = 4,00 
(b) pOH = 11,0 
(c) [H
+
] = 3,00x10
-3
 
mol L
-1
 
(d) [OH
-
] = 6,30x10
-11
mol L
-1
 
 
5) Qual é o pH de uma solução de HCl 5,0 x 10
-8
 mol L
-1
?
 
 
 
6) Qual o pH de uma solução que é 0,400 mol L
-1
 em ácido fórmico e 1,00 mol L
-1
 em formiato de sódio. 
(r = 4,14). Dado: Ka = 1,8x10
-4
 
 
7) Calcule as concentrações dos íons em equilíbrio H3O
+
, F
-
 e HF presentes em uma solução em que foi 
colocado 1 mol de HF em 1 litro de água. (r = [H3O
+
] = [HF
-
] = 2,6x10
-2
 mol L
-1
, [HF] = 1 mol L
-1
). 
Dado: Ka = 6,7x10
-4
. 
 
8) Quais as concentrações de equilíbrio do H
+
, HS
-
, S
2-
 e H2S em uma solução 0,10 mol L
-1
 de H2S? 
Dado: Ka1 = 1,1x10
-7
 e Ka2 = 1,0x10
-14
. (R = [H
+
] = [HS
-
] =1,0x10
-4
 mol L
-1
; [H2S] = 0,10 mol L
-1
 e [S
2-
] 
= 1,0x10
-14
 mol L
-1
). 
 
9) Calcule a concentração de íons H3O
+
 em (a) uma solução 0,10 mol L
-1
 de HF e (b) uma solução 0,010 
mol L
-1
 de HF. Dado Ka do HF = 6,8x10
-4
. (r = (a) 7,9x10
-3
 mol L
-1
 e (b) 2,3x10
-3
 mol L
-1
) 
 
10) Sabendo-se que a concentração de CO2 dissolvido no sangue é de aproximadamente 1,2 mmol L
-1
 e 
que a concentração de bicarbonato (HCO3
-
) é de aproximadamente 24 mmol L
-1
, qual será o pH do 
plasma sanguíneo? 
 
11) Qual é o pH de uma solução 0,0037 mol L
-1
 de H2CO3? E a concentração das espécies H2CO3, 
HCO3
-
 e CO3
2-
? 
 
 2 
12) Qual é o pH esperado para soluções que contem as seguintes composições iniciais? (Observação: em 
todos os casos, você pode assumir que a autoprotólise da água pode ser ignorado como fonte de íons 
hidrogênio). 
a) 1,0x10
-5
 mol L
-1
 de ácido carbônico em água. (r = pH = 5,72) 
b) 1,0x10
-6
 mol L
-1
 de carbonato de sódio em água. (r = pH = 10,33) 
 
13) Distinga os termos ponto final e ponto de equivalência. 
 
14) Por que o pH do ponto de equivalência é necessariamente abaixo de 7 quando uma base fraca é titulada com 
ácido forte? 
 
15) Explique a origem da regra que diz que a mudança de cor de um indicador ocorre em pKHIn1. 
 
16) Quantos gramas de hidrogenoftalato de potássio devem ser pesados em um frasco para padronizar uma 
solução 0,05 mol/L de NaOH se você usar 30 mL da base na titulação? 
 
17) Calcular a concentração dos íons H
+
, OH
-
 e o pH de uma solução aquosa de acetato de sódio de 
concentração analítica igual a 0,1 mol L
-1
. 
 
18) O azul de timol é um indicador ácido-base. A forma ácida deste indicador é amarela, a forma básica é azul. 
Se o valor de ka para este indicador é 1,6x10
-9
, que cor será uma solução contendo várias gotas de azul de timol 
nos seguintes valores de pH: a) 6,5; b) 8,6; c) 9,5. 
 
19) 20,00 mL de 0,100 mol/L de HAc (Ka = 1,8x10
-5
) é titulado com 0,100 mol/L de NaOH. Sendo o pH do 
ponto de equivalência igual a 8,724, fenoftaleína é o indicador mais apropriado. Qual o erro poderia ocorrer na 
determinação da concentração de HAc se amarelo de azilarina fosse utilizado e o pH do ponto final identificado 
como 11,05? 
 
20) Considere a titulação de 50,00 mL de solução de HCl 1,000 10
-1
 mol L
-1
 com uma solução de NaOH 1,000 
10
-1
 mol L
-1
. Calcular o pH da solução após a adição de 25,00 mL, 50,00 mL e 100,00 mL da solução padrão de 
base. Calcular também o pH inicial da solução (Vb = 0). Esboce a curva de titulação. (pH = 1,0; 1,48; 7,0; 12,5). 
 
21) Considere a titulação de 50,00 mL de solução de KOH 0,0200 mol L
-1
 com uma solução de HBr 0,1000 mol 
L
-1
. Calcular o pH da solução após a adição de 3,00 mL, 10,00 mL e 10,50 mL da solução padrão de ácido. 
Calcular também o pH inicial da solução (Va = 0). Esboce a curva de titulação. (pH = 12,3; 12,12; 7,0; 3,10). 
 
22) Considere a titulação de 50,00 mL de solução de ácido acético 1,000 10 
-1 
mol L
-1
 com uma solução de 
NaOH 1,000 10 
-1 
mol L
-1
. Calcular o pH da solução após a adição de 25,00 mL, 50,00 mL e 75,00 mL da 
solução padrão de base. Calcular também o pH inicial da solução (Va = 0). (pH = 2,87; 4,75; 8,72; 12,30). 
 
23) Considere a titulação de 25,0 mL de uma solução de uma base fraca 0,08 mol L
-1
 com uma solução de ácido 
forte 0,10 mol L
-1
. Determine o pH quando o volume de ácido for 4,5 mL. Dado: Kb da base = 1,6x10
-9
. (r = 
5,73). 
 
24) Qual deve ser a massa de HCl em miligrama contida em uma solução, se para sua neutralização se utiliza de 
22,00 mL de solução de Na2CO3 0,1140 mol L
-1
. (R = 183,084 mg). 
 
25) Calcule o pH da solução formada quando 45,0 mL de 0,10 mol L
-1
 de NaOH forem adicionados a 50,0 mL 
de 0,10 mol L
-1
 de ácido acético. Dados: ka = 1,8x10
-5
. (r = 5,70). 
 
26) Calcule o pH no ponto de equivalência para titular soluções de 0,10 mol L
-1
 de cada uma das seguintes 
bases com 0,10 mol L
-1
 de HBr: a) NaOH, b)hidroxiamina (NH2OH). (r = a) pH = 7,00 e b) pH = 3,52). 
 
27) Esboce a aparência geral da curva para a titulação de um ácido diprótico fraco com NaOH. Explique o que 
ocorre em cada região distinta da curva. 
 
 3 
28) Calcule o pH no ponto de equivalência para titular soluções de 0,10 mol L
-1
 de cada um dos seguintes ácidos 
com 0,10 mol L
-1
 de NaOH: 
a) HCl; 
b) CH3COOH (Ka = 1,8x10
-5
). 
c) Qual indicador é mais adequado para a titulação de ácido acético com NaOH, fenolftaleína ou alaranjado de 
metila? Justifique sua resposta. Dados: ka (ácido acético) = 1,8x10
-5
; pkIn (fenolftaleína) = 9,6; pkIn (alaranjado de metila) = 3,5 
 
29) Uma amostra 50,00 mL de um vinho de mesa branco requer 30,28 mL de uma solução de NaOH 0,04011 
mol L
-1
 para alcançar o ponto final da titulação com fenolftaleína. Expressar a acidez do vinho em termos de 
ácido tartárico (H2C4H4O6, 150,09 g/mol) por 100 mL. Pressuponha que ambos os prótons ácidos do composto 
sejam titulados. 
 
30) Uma alíquota de 100,0 mL de uma solução 0,100 mol L
-1
 de uma base fraca (pKb = 5,00) foi titulada com 
uma solução de HClO4 1,00 mol L
-1
. Encontre o pH nos seguintes volumes de ácido: a) Va = 0,0, b) Va = 1/2 
Ve, c) Va = Ve, d) Va = 1,2 Ve. Onde Ve = volume de equivalência. 
 
31) Uma alíquota de 3,000 mL de um reagente P.A., um ácido monoprótico que o fabricante alega ter um teor 
de 99 % (m/m), foi diluída para 250,0 mL. Alíquotas de20,00 mL desta solução foram tituladas com NaOH 
0,1663 mol L
-1
, gastando, em média, 17,40 mL do titulante até a viragem do indicador fenolftaleína, com um 
erro desprezível em relação ao ponto de equivalência. Sabendo que o pH da solução antes da adição do titulante 
era 2,86, pede-se: 
a) Determine a porcentagem em peso (m/m) do reagente P.A., sabendo que o ácido tem massa molar igual a 74 
g mol
-1
 e que a densidade da solução é de 0,992 g mL
-1
. 
b) Determine o valor da sua constante de dissociação. 
 
32) Quantos algarismos significativos há em (a) 17,35; (b) 240 e (c) 0,01050? 
 
33) Explique a diferença entre: 
a) Precisão e Exatidão 
b) Erro Aleatório e erro sistemático 
 
34) Cite três exemplos de erros sistemáticos. 
 
35) Descreva pelo menos três maneiras pelas quais um erro sistemático pode ocorrer durante o uso de uma 
pipeta para transferir um volume conhecido de um líquido. 
 
36) Como os erros sistemáticos de método podem ser eliminados? 
 
37) Os seguintes resultados foram obtidos para as réplicas da determinação de chumbo em uma amostra de 
sangue: 0,752; 0,756; 0,752; 0,751 e 0,760 ppm de Pb. Calcule a média, o desvio padrão e o coeficiente de 
variação para esse conjunto de dados. (R: média = 0,754 ppm; s = 0,004 ppm; CV = 0,50 %). 
 
38) Durante o processo de certificação da qualidade de um laboratório de análise de água, o órgão certificador 
solicitou a dosagem de chumbo em várias alíquotas de uma amostra padrão de água. Os resultados das análises 
realizadas em triplicata por três analistas estão listados na tabela abaixo. 
Analista Concentração de Pb
2+
 (ppm) 
A 4,85 5,02 5,15 
B 4,94 5,02 5,09 
C 4,85 5,05 5,08 
Sabendo-se que o teor real de Pb
+2
 na amostra em questão é de 5,00 ppm, qual analista apresentou resultado mais 
preciso? Justifique sua resposta. 
 4 
39) Durante um programa de controle interlaboratorial, um laboratório recebeu uma amostra de sangue para 
dosagem de cafeína cuja concentração real é de 5,50 g/mL. Para que o laboratório receba o certificado de 
aprovação nesse tipo de controle, é necessário que o resultado não exceda o limite de tolerância de ± 0,25g/mL. 
Após a análise de quatro replicatas dessa amostra, foram obtidos os seguintes resultados: 
 
Replica 1 2 3 4 
Concentração de cafeína (g/mL) 4,12 4,13 4,12 4,12 
 
a) Calcule a média, a estimativa de desvio padrão e o coeficiente de variação. 
b) Qual o parâmetro a ser melhorado e a ação corretiva a ser adotada para que o laboratório receba esse 
certificado (ver tabela abaixo)? Justifique. 
 A B C D E 
Parâmetro Precisão Precisão Precisão Exatidão Exatidão 
Ação corretiva Eliminar o 
erro aleatório 
Minimizar o 
erro sistemático 
Minimizar o 
erro aleatório 
Eliminar o erro 
sistemático 
Eliminar o 
erro aleatório