Lista 2 Equilíbrio Químico

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Universidade Federal do Rio Grande 
Química Geral II 
Lista de exercícios II 
Equilíbrio químico Prof. Bruno M. Soares 
 
 
Equilíbrio em fase gasosa 
1. Imagine que colocamos 3,12 g de PCl5 em um recipiente de 500 mL e que a amostra 
atingiu o equilíbrio com os produtos de decomposição tricloreto de fósforo e gás cloro 
em 250 °C, em que K = 78,3. As três substâncias são gases em 250 °C. 
(a) Determine a composição da mistura no equilíbrio. R: PCl5: 0,02 atm; PCl3: 1,26 
atm; Cl2: 1,26 atm 
(b) Qual o percentual de decomposição de PCl5? R: 98,4% 
 
2. A constante de equilíbrio K da reação N2(g) + O2(g) ↔ 2NO(g) é 1,00 x 10-5, em 
1200 °C. Calcule a concentração molar de NO, N2 e O2 no equilíbrio em 1200 °C em 
um balão de 1,00 L que inicialmente continha 0,114 mol de N2 e 0,114 mol de O2. R: 
[NO] = 3,6 x 10-4 mol L-1; [N2] = [O2] = 0,114 mol L-1 
 
3. Quando 0,0172 mol de HI é aquecido até 500 K em um recipiente fechado de 2,00 L, 
a mistura resultante em equilíbrio contém 1,90 g de HI. Calcule K para a reação de 
decomposição 2HI(g) ↔ H2(g) + I2(g) R: 6,4 x 10-3 
 
4. Suponha que, em uma mistura em equilíbrio de HCl, Cl2 e H2, a pressão parcial de 
H2 é 0,42 mPa e que a de Cl2 é 0,83 mPa. Qual é a pressão parcial de HCl em 500 K, 
sabendo que K = 4,0 x 1018 para H2(g) + Cl2(g) ↔ 2HCl(g)? R: 12 atm 
 
5. Uma mistura de H2, N2 e NH3 com pressões parciais 22 kPa, 44 kPa e 18 kPa, 
respectivamente, foi preparada e aquecida até 500 K. Nessa temperatura, K = 3,6 x 10-2. 
Verifique se a amônia gasosa tende a se formar ou se decompor? R: Q = 6,9; tende a se 
decompor 
 
6. Uma mistura de reação de 0,40 mol de H2 e 1,60 mol de I2 foi introduzida em um 
balão de 3,00 L e aquecida. No equilíbrio, 60,0% do gás hidrogênio reagiu. Qual é a 
constante de equilíbrio da reação H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) nessa temperatura? R: 1,1 
 
7. A constante de equilíbrio K da síntese da amônia N2 + H2 ↔ NH3(g) é 6,8 x 105, em 
298 K. Sabe-se que a constante de equilíbrio químico é uma função exclusivamente da 
temperatura da reação, a qual pode ser prevista pela equação de Van’t Hoff: 
 






−

=
21
0
1
2 11ln
TTR
H
K
K r
 
 
Calcule o seu valor em 400 K. Dado: ΔHr0 = -92,22 kJ mol-1. R: 51 
 
 
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Equilíbrio ácido-base 
8. Sabendo que a velocidade de dissociação do ácido acético é igual a 
1=k1[CH3COOH], e que a velocidade de recombinação dos íons (reação inversa), é 
igual -1=k-1[H3O+].[CH3COO-]. Calcule a Ka do ácido na mesma temperatura. Dado: 
k1= 8 x 105 e k-1= 4,5 x 1010. R: 1,77 x 10-5 
 
9. Calcule o pH e a concentração de todas as espécies presentes nos seguintes 
equilíbrios (desconsidere o efeito da força iônica do meio): 
(a) solução de HCl 1,00 x 10-7 mol L-1. 
(b) solução de hidróxido de sódio 0,050 mol L-1. R: 12,7 
(c) solução de NaCl 0,15 mol L-1. 
(d) solução de ácido cianídrico 0,010 mol L-1. Dado pKa = 9,31. R: 5,65 
(e) solução de amônia 0,50 mol L-1. Dado Kb = 1,8 x 10-5. R: 11,47 
(f) solução de acetato de sódio 0,50 mol L-1. Dado Ka = 1,75 x 10-5. R: 9,22 
(g) solução de cloreto de amônio 0,32 mol L-1. Dado pKb = 4,79. R: 4,86 
(h) solução de HNO2 0,12 mol L
-1 e NaCl 0,05 mol L-1. Dado: Ka = 7,1 x 10-4. R: 2,03 
 
10. Calcule a concentração de HCN em uma solução de pH 5,318. Dado: Ka = 6,17 x 
10-10. R: 0,0375 mol L-1 
 
11. O ácido hipocloroso tem um Ka igual a 3,0 x 10-8. Qual o pH de uma solução 0,30 
mol L-1. Qual é a variação de pH se esta solução for diluída 10 vezes? R: 4,02 
 
12. Calcule a variação de pH quando 5,2 mL de uma solução de HCl 0,10 mol L-1 é 
adicionada a 50 mL de uma solução contendo NH3 0,255 mol L
-1 e NH4Cl 0,320 mol L
-
1. R: 0,03 
 
13. Calcule a constante de dissociação de uma solução de HA 0,00365 mol L-1, se o pH 
é igual a 3,535. R: 2,33 x 10-5 
 
14. Calcule o pH de uma solução de cianeto de sódio 0,0725 mol L-1. Dado: Ka = 4,93 x 
10-10. R: 11,08 
 
Equilíbrio de precipitação 
15. Determine o Kps das seguintes substâncias pouco solúveis, conhecidas as suas 
solubilidades molares: 
(a) AgBr, 8,8 x 10-7 mol L-1 R: 7,7 x 10-13 
(b) PbCrO4, 1,3 x 10
-7 mol L-1 R: 1,7 x 10-14 
(c) Ba(OH)2; 0,11 mol L
-1 R: 5,3 x 10-3 
(d) MgF2, 1,2 x 10-3 mol L-1 R: 6,9 x 10-9 
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16. Coloque os seguintes compostos em ordem decrescente de solubilidade: Ag2CO3 
(Kps = 8,1 x 10
-12); AgIO3 (Kps = 3,1 x 10
-8); Tl2S (Kps = 6 x 10
-22); Ag2C2O4 (Kps = 3,5 x 
10-11); Ba(IO3)2 (Kps = 1,57 x 10
-9); Fe(OH)3 (Kps = 2 x 10
-39); Ag2S (Kps = 8 x 10
-51) 
 
17. Haverá precipitação de BaSO4(s) quando um volume v de solução de BaCl2(aq) 0,02 
mol L-1 é misturado com um volume v de uma solução de Na2SO4(aq) 0,012 mol L
-1? 
Calcule as concentrações de (a) Ba2+(aq) e (b) SO4
2-
(aq) que estariam em solução. Dado: 
Kps = 1,2 x 10-10 R: [Ba2+] = 4,0 x 10-3 mol L-1; [SO42-] = 3,0 x 10-8 mol L-1 
 
18. Adicionou-se gota a gota a uma solução contendo Ba2+ 0,01 mol L-1 e Sr2+ 0,01 mol 
L-1, uma solução de Na2SO4 concentrado. Considerando que não há variação do volume 
final, calcule: Dado: Kps(BaSO4) = 1,1 x 10
-10; Kps(SrSO4) = 2,8 x 10
-7 
(a) A concentração de sulfato, na qual o BaSO4(s) começa a precipitar. R: 1,1 x 10-8 mol 
L-1 
(b) A concentração de sulfato, na qual SrSO4(s) começa a precipitar. R: 2,8 x 10-5 mol L-
1 
(c) A concentração de Ba2+(aq) na solução quando o SrSO4(s) começa a precipitar. R: 3,9 
x 10-6 mol L-1 
(d) Qual é a sequência de precipitação? 
 
19. Uma amostra de água do mar contém, entre outros solutos, as seguintes 
concentrações de cátions solúveis: 0,050 mol L-1 de Mg2+(aq) e 0,010 mol L
-1 de Ca2+(aq). 
Dado: Kps(Mg(OH)2) = 7,1 x 10
-12; Kps(Ca(OH)2) = 5,61 x 10
-12 
(a) Determine a ordem que cada íon precipita com a adição progressiva de NaOH(s). 
(b) Calcule a [OH-] necessária para a precipitação de cada cátion. Considere que não há 
variação de volume com a adição do álcali. R: [OH-]Ca = 0,023 mol L-1; [OH-]Mg = 1,5 
x 10-5 mol L-1 
(c) Se o primeiro composto a precipitar é X(OH)2, calcule a concentração de íons X
2+ 
que permanece em solução quando o segundo cátion precipita. R: 2,1 x 10-8 mol L-1 
 
20. As concentrações de íons magnésio, cálcio e níquel (II) em uma solução, em água, 
são iguais a 0,0010 mol L-1. 
(a) Determine a ordem na qual os cátions precipitam quando KOH sólido é adicionado? 
R: 1º) Ni(OH)2; 2º) Mg(OH)2; 3º) Ca(OH)2 
(b) Determine o pH em que cada sal precipita. R: Ni(OH)2, pH ~7; Mg(OH)2, pH ~ 10, 
Ca(OH)2, pH ~ 13