Prova com Gabarito - 2EE

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GABARITO 
 
Química Geral 1 – 2017.1 – Segundo Exercício – 23/05/2017 
 
01. Escolha a palavra, dentre as duas que estão destacadas nos parênteses, que melhor se 
adequaria a cada uma seguintes afirmações sobre o efeito das forças intermoleculares nas 
propriedades físicas de uma substância: 
a) Quanto mais alto for o ponto de ebulição de um líquido, mais (fortes ou fracas) serão 
suas forças intermoleculares. 
b) As substâncias que têm forças intermoleculares fortes têm (altas ou baixas) pressões 
de vapor. 
c) As substâncias cujas pressões de vapor são altas têm, correspondentemente, pontos de 
ebulição (altos ou baixos). 
d) A pressão é vapor de um líquido (é afetada ou não é afetada) pelo aumento da área 
superficial do líquido. 
e) O ponto de ebulição da água no cume do monte Everest é (maior ou menor) que ao 
nível do mar. 
Explique suas respostas. 
 
RESPOSTA: 
a) Fortes. Um ponto de ebulição mais alto significa que as moléculas do líquido estão 
interagindo mais fortemente umas com as outras, dificultando a separação para o 
estado gasoso. 
 
b) Baixas. As interações intermoleculares mais fortes dificultam a passagem das 
moléculas para o estado gasoso, o que diminui a quantidade de moléculas no estado 
gasoso em equilíbrio com o estado líquido. 
 
c) Baixos. A pressão de vapor alta significa que as interações entre as moléculas no estado 
líquido são fracas. Isso por sua vez diminui o ponto de ebulição. 
 
d) Não é afetada. A pressão de vapor de um líquido é afetada apenas pela temperatura. 
 
e) Menor. O ponto de ebulição é a temperatura na qual a pressão de vapor se iguala à 
pressão atmosférica. Como a pressão atmosférica em grandes altitudes é menor, esse 
ponto é alcançado à uma temperatura mais baixa. 
 
02. Uma mistura reacional contendo 0,40 mol de H2 e 1,60 mol de I2,a 1150oC, foi 
introduzida em um reator de 2,00 L. No equilíbrio, 95% do gás hidrogênio reagiu. 
a) Calcule a constante de equilíbrio da reação H2 (g) + I2 (g) 2 HI (g) a 1150oC. 
b) Calcule a energia livre padrão da reação na mesma temperatura. 
 
RESPOSTA: 
a) Montando a tabela do equilíbrio, temos: 
 H2 (g) +I2 (g) 2 HI(g) 
início 0,4 mol 1,6 mol 0 
reage/forma 0,38 mol 0,38 mol 0,76 mol 
equilíbrio 0,02 mol 1,22 mol 0,76 mol 
 
As concentrações de equilíbrio são: 
[H2]= 0,02 mol/ 2L = 0,01 mol/L 
[I2]= 1,22 mol/ 2L = 0,61 mol/L 
[HI]= 0,76 mol/ 2L = 0,38 mol/L 
 
K = Kc pois, para esta reação, ∆n(g) = zero. 
 
K = = K = 23,67 
 
b) ln K= 
∆Gor = - RT ln K Logo: ∆Gor = - 8,3145 JK-1 mol-1 1423 K ln23,67 
∆Gor = -37437 Jmol-1ou ∆Gor = -37,4 kJmol-1 
 
 
03. Considere uma solução aquosa 0,50 M de amônia (NH3) a 25ºC: 
a) Calcule o pH da solução. 
b) Calcule o Kb da amônia a 95oC. 
 
RESPOSTA: 
a) A reação que representa o equilíbrio da amônia em água é: 
NH3(aq) + H2O(l) NH4+(aq) + -OH(aq) 
Para descobrir o valor de pH, vamos utilizar a tabela de equilíbrio: 
 NH3(aq) H2O(l) 
 
NH4+(aq) -OH(aq) 
Início: 0,5 1 0 0 
Variação: -x 1 +x +x 
Equilíbrio: 0,5-x 1 x x 
Como Kb é pequeno, 0,5 – x é aproximadamente igual a 0,5. 
A expressão de K fica: 1,8 x 10-5 = x2/0,5. Logo: x = 3 x 10-3 M. pOH = -log [OH-]; pOH 
= 2,52 e pH = 14,00 - 2,52 = 11,48. 
b) Para calcularmos o Kb nessa temperatura iremos aplicar a equação de van´t Hoff. Na 
equação se faz necessário o valor do ∆H° da reação, que pode ser obtido de: 
∆Hr0 = Σ n ∆Hf0 prod - Σ n ∆Hf0 reag = [(-132,51) + (-229,99)] - [(-80,29) + (-285,83)] 
∆Hr0 = 3,62 kJ mol-1 
 
ln(K2/K1) = 3620/8,314 [(1/298)-(1/368)] = 0,28; K2/K1 = e^0,28 = 1,32; K2 = 1,32 x 
(1,8x10-5) = 2,4 x 10-5 
 
04. Considerando soluções 0,1 M de NaF (aq), KCN (aq) e CH3NH3Cl (aq): 
a) Escreva a equação química que representa a dissociação de cada um dos sais em água. 
b) Coloque as soluções acima por ordem crescente de valor de pH. Justifique sua 
resposta. 
 
RESPOSTA: 
a) NaF (aq)→ Na+(aq) + F-(aq) 
KCN (aq) →K+(aq) + CN-(aq) 
CH3NH3Cl (aq) → CH3NH3+(aq) +Cl-(aq) 
b) NaF (aq) → Na+(aq) + F-(aq) 
O íon F-(aq) é base conjugada de um ácido fraco (HF), logo produz uma solução básica 
(pH>7). 
KCN (aq) → K+(aq) + CN-(aq) 
O íon CN-(aq) é base conjugada de um ácido fraco (HCN), logo produz uma solução 
básica (pH>7). 
Quanto menor for a contante de acidez (Ka) mais fraco será o ácido e mais forte será a sua 
base conjugada. Como HCN tem um Ka menor que o HF, o HCN será o ácido mais fraco, 
e consequentemente, CN- será uma base mais forte que F-. Ou seja, a solução de KCN 
terá um pH maior que a solução de NaF. 
CH3NH3Cl (aq) → CH3NH3+(aq) +Cl-(aq) 
O íon CH3NH3+(aq) é ácido conjugado de uma base fraca (CH3NH2), logo produz uma 
solução ácida (pH<7). 
Por ordem crescente de pH: CH3NH3Cl (aq) < NaF (aq) < KCN (aq) 
 
05. As pedras dos rins são pequenas massas duras que se formam, usualmente a partir 
dos sais minerais da urina como os oxalatos. a) Qual a solubilidade molar do oxalato de 
magnésio, MgC2O4, na água? b) Se a concentração de íons magnésio, Mg2+, dos fluidos 
liberados pelos rins é 0,02 mol.L-1 e a concentração de oxalato, C2O42-, é 0,035 mol.L-1, 
será que o oxalato de magnésio precipita? 
 
RESPOSTA: 
Kps = 8,51x10-5 
a) A solubilidade molar do oxalato de magnésio é igual à concentração molar dos 
seus íons no equilíbrio: 
MgC2O4(s) Mg2+(aq) + C2O42-(aq) 
 
Kps = [Mg2+][C2O42-] 
8,51x10-5 = s x s s = (8,51 x10-5)1/2= 9,23 x 10-3 mol.L-1 
 
b) Qps = [Mg2+][C2O42-] = 0,02 x 0,035 = 7x10-4 
Haverá formação de precipitado de oxalato de magnésio, uma vez que o quociente 
de solubilidade, Qps, é maior do que o produto de solubilidade, Kps. 
 
 
Dados: Massas molares: C= 12,0 g/mol; H= 1,0 g/mol; O = 16,0 g/mol; N = 14,0 g/mol, K = 
39,0 g/mol; He = 4,0g/mol. Densidade: Água = 1,00 g.cm-3. 
-1 -1 -1 -1R =8,314 J mol K = 0,082 Latm mol K , F = 9,65 x 104 C mol–1; 1 bar ≈1 atm; 1 atm = 
1,01325 x 105 Pa; 1 Torr = 133,3 Pa; 1 atm = 760 Torr; 1 L.atm = 101,325 J; 1 cal = 4,184 J; 1 L 
= 10-3 m3; 1 C = 1 A. s; 1 J = 1 C. V Capacidade calorífica para a água: C = 4,18 J. K-1. g-1 = 75, 
3 J. K-1. mol-1. Capacidades caloríficas específicas para gases: Moléculas Monoatômicas: Cv, m = 
3/2 R; Cp,m = 5/2 R; Moléculas Poliatôm. lin.: Cv, m = 5/2 R; Cp,m = 7/2 R; Moléculas Poliatôm. 
não-lin: Cv, m = 3 R; Cp,m = 4 R; ∆H° fusão para a água = 6,01 kJ.mol-1; ∆H° vaporização para a 
água = 44,01 kJ.mol-1 
Constantes de equilíbrio a 298K: 
Ka HF = 3,5 x 10-4 
Ka HCN = 4,9 x 10-10 
KbNH3 = 1,8 x 10-5 
Kb CH3NH2 = 3,6 x 10-4 
Kps Mg C2O4 = 8,5 x 10-5 
 
Dados termodinâmicos a 298K: 
Substância ( )10 molkJ −∆ fH ( )110 molKJ −−mS ( )10 molkJ −∆ fG ( )11, molKJ −−mpC 
H2O (l) -285,83 69,91 -237,13 75,29 
H2O (g) -241,82 188,83 -228,57 33,58 
NH3 (aq) -80,29 111,3 -26,50 - 
NH4+ (aq) -132,51 113,4 -79,31 - 
-OH (aq) -229,99 -10,75 -157,24 - 
 
Equações: