QUI126 - Lista de Exercícios 2

Prévia do material em texto

LABORATÓRIO DE QUÍMICA – QUI126 
2ª LISTA DE EXERCÍCIOS – 2014.3 
 
Exercício 1. (UFMG, Adapt.) O rótulo de uma garrafa de vinagre indica que a concentração de 
ácido acético (CH3COOH) é 42g/L. A fim de verificar se a concentração da solução ácida 
corresponde à indicada no rótulo, 10 mL da mesma solução foram titulados com hidróxido de 
sódio 0,100mol/L, gastando-se 25 mL da base para a neutralização. 
a) Dê a concentração indicada no rótulo em mol/L e em percentagem; 
b) Calcule a concentração do vinagre titulado e verifique se o que diz o rótulo é verdadeiro. 
Exercício 2. (FAAP – SP, Adapt.) Foi aquecido a 250°C um recipiente de 12 litros contendo 
certa quantidade de PCl5. Sabe-se que, no equilíbrio, o recipiente contém 0,21 mol de PCl5, 
0,32 mol de PCl3 e 0,32 mol de Cl2. 
a) Qual a constante de equilíbrio, para a dissociação térmica do PCl5? 
b) Supondo que o sistema de reação direta, se caracteriza como endotérmico, e que todos 
compostos estão no estado gasoso, qual seriam as condições para deslocar o equilíbrio no 
sentido de formação de PCl5? 
Exercício 3. (PUCCAMP, Adapt.) Durante a digestão dos animais ruminantes ocorre formação 
do gás metano (constituído pelos elementos carbono e hidrogênio) que é eliminado pelo arroto e 
flatulências do animal. Por dia, cada cabeça de gado produz cerca de 50 Kg de metano em um 
ano. Se fosse possível recolher essa quantidade de gás, poderia haver valiosa aplicação, uma 
vez que, na combustão total do metano é gerada energia térmica que poderia ser utilizada para 
aquecer água. Com essa massa de metano quantos litros de água poderiam ser aquecidos de 
25 °C a 43 °C? 
Dados: 
Calor de combustão do metano = 210 kcal / mol 
Massa molar do metano = 16 g / mol 
Calor específico da água = 1,0 cal/g.ºC 
d(H2O) = 1g/mL 
Exercício 4. Considerando as equações químicas abaixo representadas, a 25°C e 1atm, 
determine a variação da entalpia (∆H ), em KJ.mol-1, para a reação C(grafita) + 2 H2(g) � CH4(g). 
C(grafita) + O2(g) � CO2(g) ∆H = -94 kcal.mol-1 
H2(g) + ½ O2(g) � H2O(l) ∆H = -68,3 kcal.mol-1 
CH4(g) + 2O2(g) � CO2(g) + 2H2O(l) ∆H = -212,8 kcal.mol-1 
Exercício 5. O processo de Haber é um processo industrial de produção de amônia a partir dos 
gases nitrogênio e hidrogênio. A equação química que representa a reação de obtenção da 
amônia, bem como seu gráfico de variação entalpia, estão representados a seguir: 
N2(g) + 3H2(g) � 2NH3(g) 
LABORATÓRIO DE QUÍMICA – QUI126 
2ª LISTA DE EXERCÍCIOS – 2014.3 
 
 
Com base nos conceitos de equilíbrio químico e termoquímica, responda as questões a seguir: 
a) Escreva a equação para a constante de equilíbrio da reação dada e explique, com base no 
princípio de Le Chatelier, o que acontece com o equilíbrio quando NH3 é retirado do processo. 
b) A decomposição da amônia é um processo endotérmico? Justifique. 
Exercício 6. A figura abaixo representa o esquema para a realização de uma titulação. Escreva 
em cada lacuna o nome das respectivas soluções que devem ser adicionadas às vidrarias 
indicadas, de acordo com o problema descrito na letra (a): 
 
a) Para a titulação de 20 mL de solução de hidróxido de sódio de concentração desconhecida, 
foram utilizados 50 mL de solução de ácido sulfúrico 0,2 molar. Calcule a concentração da 
solução básica utilizada e represente, por meio de uma equação química balanceada, a reação 
ocorrida no erlenmeyer. 
b) Experimentalmente, como é possível identificar o fim desta reação? 
Solução: 
Solução: 
LABORATÓRIO DE QUÍMICA – QUI126 
2ª LISTA DE EXERCÍCIOS – 2014.3 
 
Exercício 7. Observe o esquema de diluição abaixo e calcule a concentração de íons H+ na 
amostra. Considere a titulação de ácido forte X base forte, com estequiometria 1:1. 
 
 
Exercício 8. Uma das causas em incêndios em florestas é a combustão espontânea dos 
compostos orgânicos, genericamente representados pela equação abaixo: 
 
Composto orgânico + O2(g) � CO2(g) + H2O(v) + calor 
 
Observe que o deslocamento do equilíbrio da reação pode tornar a combustão mais intensa. Um 
fator, entre outros, que pode contribuir para tal fato é a baixa umidade relativa do ar em dias 
quentes. Explique por que esse fator desloca o equilíbrio da equação no sentido da combustão. 
 
Exercício 9. O “Galinho do Tempo” é um produto típico de Portugal. Segundo a cultura popular, 
existe a possibilidade de chuva quando partes de seu corpo tornam-se rosa e o tempo 
permanecerá seco se essas partes tornarem-se azul. A variação de cores também relaciona um 
aumento ou uma queda de temperatura, azul, para tempo frio e rosa, para tempo quente. A 
seguir está representa a equação química que representa tal fenômeno: 
[CoCl4]2-(aq) + 6 H2O(l) [Co(H2O)6]2+(aq) + 4 Cl-(aq) 
a) Qual é o sentido da equação indicativo de chuva? Por quê? 
b) Qual é o sentido da equação indicativo de aumento da temperatura? Por quê? 
c) Qual das substâncias apresenta coloração azul? Qual delas apresenta coloração rosa? 
d) Escreva a expressão da constante de equilíbrio para o sistema descrito acima. 
 
Exercício 10. Observe a tabela a seguir e responda: 
 
Substância ∆H°
f
 (KJ.mol-1 ) 
C
2
H
4(g)
 +227 
CO
2(g)
 -394 
H
2
O
(g)
 -242 
O
2(g)
 0 
H
2
O
(l)
 -286 
LABORATÓRIO DE QUÍMICA – QUI126 
2ª LISTA DE EXERCÍCIOS – 2014.3 
 
a) Calcule o valor da entalpia de combustão do eteno (C2H4). Represente as equações que 
representam tal transformação utilizando a Lei de Hess, considerando a formação de água 
líquida. 
b) De acordo com o valor de entalpia encontrado, trata-se de que tipo de processo 
termoquímico? Existe alguma evidência química que permita essa conclusão? Justifique. 
Exercício 11. Um calorímetro contém 200 mL de água e o conjunto está a uma temperatura de 
20°C. Ao juntar ao calorímetro 125 g de uma liga a 130°C verificamos que, após o equilíbrio 
térmico, a temperatura final é de 30°C. Qual é a capacidade calorífica do calorímetro? 
Dado: calor específico da liga = 0,2 cal/g°C. 
Exercício 12. Considere a reação química abaixo, no equilíbrio. 
2������ � 3
���� � 2��
��� � 2�
���� 
Diga se o equilíbrio será deslocado para a direita ou para a esquerda quando: 
a) Adiciona-se dióxido de enxofre ao sistema; 
b) Retira-se gás oxigênio do sistema. 
Exercício 13. Uma alíquota de 5,00 mL de solução de ácido sulfúrico (H2SO4), cuja 
concentração é desconhecida, foi titulada com uma solução padrão de hidróxido de sódio 
(NaOH) 0,100 mol/L. O volume consumido de solução de NaOH para atingir o ponto de 
equivalência foi 7,50 mL. Qual a concentração da solução de H2SO4? 
Exercício 14. O gás contido no refrigerante que é consumido pela população é o gás carbônico 
(dióxido de carbono – CO2). Geralmente o refrigerante é formado por uma solução aquosa de um 
determinado xarope e este gás. Contudo, antes de se misturar o gás e o xarope, os fabricantes 
adicionam a água e o gás em um equipamento chamado carbonizador, gerando o ácido 
carbônico. 
 H2O(l) + CO2(g) � <H2CO3>(aq) (I) 
Nesse tipo de bebida existem diversas reações que se encontram em equilíbrio, dentre 
elas a equação abaixo. 
<H2CO3>(aq) � HCO3- (aq) + H+(aq)(II) 
O Princípio de Le Châtelier prevê que quando um sistema em equilíbrio é submetido a uma 
ação, o equilíbrio se desloca no sentido de contrabalancear esta reação. Levando isto em 
consideração, responda as perguntas abaixo referentes à reação II. 
a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio. 
b) Qual o efeito da diminuiçãodo pH do refrigerante sobre o equilíbrio químico? Justifique a 
resposta. 
c) A adição de hidróxido de sódio pode deslocar o equilíbrio químico? Justifique a resposta. 
 
LABORATÓRIO DE QUÍMICA – QUI126 
2ª LISTA DE EXERCÍCIOS – 2014.3 
 
Exercício 15. O rótulo de um produto de limpeza diz que a concentração de amônia (NH3) é de 
9,5 g/L. Com o intuito de verificar se a concentração de amônia corresponde à indicada no rótulo, 
5,0mL desse produto foram titulados com ácido clorídrico de concentração 0,100 mol/L. Para 
consumir toda a amônia dessa amostra foram gastos 25,0mL do ácido. Com base nas 
informações fornecidas determine a concentração de amônia e verifique se a concentração 
indicada no rótulo é correta? 
Exercício 16. (FUVEST, Adapt.) Compostos de enxofre (IV) podem ser adicionados ao vinho 
como conservantes. Dependendo do pH do meio irão predominar diferentes espécies químicas 
de S(IV) em solução aquosa, conforme mostra a tabela abaixo: 
 
Em água, as espécies químicas SO2 (aq) e HSO3- (aq) estão em equilíbrio. 
 
SO2 (aq) + H2O (l) � H+ (aq) + HSO3- (aq) 
a) Escreva a equação da constante de equilíbrio para essa reação. 
b) Explique por que, em soluções aquosas com pH baixo, predomina o SO2 (aq) e não o HSO3-(aq). 
c) Explique baseado no princípio de Le Chatelier, o que ocorre se for adicionado ao sistema uma 
pequena quantidade de base, íons OH-. 
d) Analisou-se uma amostra de vinho a 25°C, encontrando-se uma concentração de íons OH- 
igual a 1,0 x 10-10mol/L. Qual o pH dessa amostra e qual espécie prevalece nesse pH? 
 
Exercício 17. O odor de peixe é causado pela metilamina (CH3NH2), proveniente da 
decomposição de certas proteínas do animal. Seguindo o princípio de Le Chatelier, explique 
porque se pode utilizar suco de limão ou vinagre para remoção do odor de peixe das mãos após 
o seu preparo: 
CH�NH����� �H�O��� � CH�NH�
�
����
� OH����� 
 (cheiro de peixe) (sem cheiro) 
 
Exercício 18. Dos princípios de conservação energética, temos como prova científica e 
incontestável a lei de Hess a qual enuncia que independente da forma de se chegar na reação 
global do sistema, a energia gasta será conservada. Sabendo disso, e partindo-se das reações 
termoquímicas abaixo, prove que, para se decompor o dióxido de carbono em suas espécies 
elementares, é um processo endotérmico.