Prova 2- Química Analítica 2019/1

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Segunda avaliação QUI 112 – 2019/1 – data 27/07/19 
Nome: __________________________________________matrícula_______ turma__ 
• Justificar as respostas (com linguagem matemática e/ou química, ou seja, apresente a estratégia de cálculo. 
Lembre-se que o problema é resolvido de maneira que os outros possam compreender facilmente. A 
grandeza deve apresentar a etapa e a espécie química envolvida (Ex.: “n3(Cl-) =…”) 
• Não é aceito uso de “regra de três” 
• Todo número deve apresentar sua unidade (a menos que seja adimensional) 
• Os termos ‘Número de mols’, ‘Quantidade de matéria’ e ‘Quantidade de substância’ são considerados 
sinônimos. 
• Expressar o resultado final com 3 algarismos significativos 
• Avaliação qualitativa deve ter as equações químicas numeradas e usar setas distintas para perturbação e 
resposta. A conclusão deve ser bem sucinta (ou seja, breve) 
• Sugestão: Usar notação científica para números menores que 0,01. 
Questão 1. Escreva o nome ou a fórmula dos compostos abaixo. 
a. Cloreto de sódio: 𝑁𝑎𝐶𝑙 b. HCl: Ácido clorídrico 
c. Nitrato de níquel (II): 𝑁𝑖(𝑁𝑂3)2 d. H3PO4: Ácido fosfórico 
e. Carbonato de zinco: 𝑍𝑛𝐶𝑂3 f. NaOH: Hidróxido de sódio 
g. Sulfato de ferro (II): 𝐹𝑒𝑆𝑂4 h. HNO3: Ácido Nítrico 
i. Fosfato de amônio: (𝑁𝐻4)3𝑃𝑂4 j. NH4Cl: Cloreto de Amônio 
k. Iodeto de chumbo (II): 𝑃𝑏𝐼2 l. Mg(OH)2:Hidróxido de magnésio 
m. Fluoreto de cálcio: 𝐶𝑎𝐹2 n. H2CO3: Ácido carbônico 
o. Hidróxido de potássio: 𝐾𝑂𝐻 p. H2SO4: Ácido sulfúrico 
Questão 2. Um analista misturou uma solução de nitrato de prata com uma solução de cloreto sódio e observou a 
formação de um precipitado de branco. Ao adicionar uma solução de amônia, ele observou que houve o aumento da 
solubilidade, ou seja, a quantidade de sólido (precipitado) formado foi diminuída. Com base nestas informações e nos 
dados abaixo, faça o que se pede a seguir: 
Dados: 
Ag (hidroxocomplexos) pKa1 = 11,75; pKa2 = 12,59; pKs = 7,71; -log S0 = 5,46 
Ag (Cloreto): pKs = 9,74; log K1 = 3,04; log K2= 5,04 
Ag (Amônia) log 1 = 3,31; log 2 = 7,23 
a) Escreva TODAS as equações que descrevem o sistema. 
 
𝐻2𝑂(𝑙) ⇌ 𝐻(𝑎𝑞)
+ + 𝑂𝐻(𝑎𝑞)
− 𝑝𝐾𝑤 
𝐴𝑔𝑁𝑂3(𝑠) → 𝐴𝑔(𝑎𝑞)
+ + 𝑁𝑂3 (𝑎𝑞)
− 
 
𝑁𝑎𝐶𝑙(𝑠) → 𝑁𝑎(𝑎𝑞)
+ + 𝐶𝑙 (𝑎𝑞)
− 
 
 𝐴𝑔(𝑎𝑞) 
+ + 𝐻2𝑂(𝑙) ⇌ 𝐴𝑔𝑂𝐻(𝑎𝑞) + 𝐻(𝑎𝑞)
+ pKa1 = 11,75 
 
𝐴𝑔𝑂𝐻(𝑎𝑞) + 𝐻2𝑂(𝑙) ⇌ 𝐴𝑔(𝑂𝐻)2(𝑎𝑞)
− + 𝐻(𝑎𝑞)
+ pKa2 = 12,59 
 
𝐴𝑔𝑂𝐻(𝑠) ⇌ 𝐴𝑔𝑂𝐻(𝑎𝑞) pKs = 7,71 
 𝐴𝑔𝑂𝐻(𝑠) ⇌ 𝐴𝑔(𝑎𝑞) 
+ + 𝑂𝐻(𝑎𝑞)
− − log 𝑆0 
𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) ⇌ 𝐴𝑔(𝑎𝑞)
+ + 𝐶𝑙 (𝑎𝑞)
− pKS 
 𝐴𝑔(𝑎𝑞) 
+ + 𝑁𝐻3(𝑎𝑞) ⇌ 𝐴𝑔𝑁𝐻3(𝑎𝑞)
+ log 𝛽1 
𝐴𝑔𝑁𝐻3(𝑎𝑞)
+ + 𝑁𝐻3(𝑎𝑞) ⇌ 𝐴𝑔(𝑁𝐻3)2(𝑎𝑞)
+ log 𝛽2 
𝑁𝐻3(𝑔) ⇌ 𝑁𝐻3(𝑎𝑞) log 𝐾𝐻 
𝑁𝐻4(𝑎𝑞)
+ ⇌ 𝑁𝐻3(𝑎𝑞) + 𝐻(𝑎𝑞)
+ pKa 
 
𝐴𝑔(𝑎𝑞)
+ + 𝐶𝑙 (𝑎𝑞)
− ⇌ 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑎𝑞) log K1 
 
𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑎𝑞) + 𝐶𝑙 (𝑎𝑞)
− ⇌ 𝐴𝑔(𝐶𝑙)2(𝑎𝑞)
− log K2 
 
b) Escreva o NOME e a FÓRMULA da espécie que representa o precipitado branco formado 
AgCl – cloreto de prata 
 
c) Explique o aumento da solubilidade do precipitado formado utilizando o princípio de Le Chatelier. Justifique 
sua resposta. 
 
 ↑ 𝑁𝐻4(𝑎𝑞)
+ ⇌ ⇑ 𝑁𝐻3(𝑎𝑞)+ ↓ 𝐻(𝑎𝑞)
+ ① 
 
↓ 𝐴𝑔(𝑎𝑞) 
+ + ⇑ 𝑁𝐻3(𝑎𝑞) ⇌↑ 𝐴𝑔𝑁𝐻3(𝑎𝑞)
+ ② 
 
↓ 𝐴𝑔𝐶𝑙(𝑠) ⇌ ⇓ 𝐴𝑔(𝑎𝑞)
+ + ↑ 𝐶𝑙 (𝑎𝑞)
− ③ 
Ao adicionar a solução de amônia no sistema, tende a diminuir a quantidade de prata livre no sistema, 
consequentemente, tende a solubilizar o precipitado (diminuir a quantidade de precipitado) de cloreto de 
prata. 
 
Questão 3. Para determinação da concentração de uma solução hidróxido de sódio, um analista pipetou 10,00 mL 
dessa solução e transferiu-a para um balão de 50,00 mL e completou o volume. Desta solução ele pipetou 10,00 mL e 
transferiu-a para um erlenmeyer e titulou-a com uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L, gastando-se um volume de 
12,00 mL dessa solução na titulação. Com base nestas informações, faça o que se pede: 
 
Determine a concentração de hidróxido de sódio da amostra. 
No ponto de equivalência, temos que: 
 
𝑛5(𝐻𝐶𝑙)
𝑛4(𝑁𝑎𝑂𝐻)
= 1 ⟶ 𝑛4(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝑛5(𝐻𝐶𝑙) 
 
𝑐5(𝐻𝐶𝑙) =
𝑛5(𝐻𝐶𝑙)
𝑉5
→ 𝑛5(𝐻𝐶𝑙) = 𝑐5(𝐻𝐶𝑙) ∗ 𝑉5 = 0,1 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ ∗ 0,012𝐿 = 0,0012 𝑚𝑜𝑙 
 
𝑛4(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 0,0012 𝑚𝑜𝑙 
 
𝑐4(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝑐3(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 0,12 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ 
 
𝑐4(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 
𝑛4(𝑁𝑎𝑂𝐻)
𝑉4
=
0,0012𝑚𝑜𝑙
0,010𝐿
= 0,12 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ 
 
𝑛3(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝑛2(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 0,006𝑚𝑜𝑙 
 
𝑛3(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝑐3(𝑁𝑎𝑂𝐻) ∗ 𝑉3 = 0,12 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ ∗ 0,050𝐿 = 0,006𝑚𝑜𝑙 
 
𝑐2(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 𝑐1 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎(𝑁𝑎𝑂𝐻) 
 
𝑐2(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 
𝑛2(𝑁𝑎𝑂𝐻)
𝑉2
=
0,006𝑚𝑜𝑙
0,010𝐿
= 0,6 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ 
 
Assim, 
𝑐1 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎(𝑁𝑎𝑂𝐻) = 0,6 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ 
 
Questão 4. Dada uma solução 0,1 mol/L de ácido cítrico e o diagrama de distribuição das espécies abaixo, responda 
as alternativas. 
 
Ácido cítrico 
 
a) Obtenha os valores de pKa do sistema citrato através do gráfico de distribuição das espécies e IDENTIFIQUE-
OS À CANETA no gráfico. 
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14
α
a3 a2 a0 a1
pHpKa1 pKa2
pKa3
Quando α0 = α1 = 0,5, temos que pH = pKa1 ~3,2 
Quando α1 = α2 = 0,5 , temos que pH = pKa2 ~4,8 
Quando α2 = α3 = 0,5 , temos que pH = pKa3 ~6,4 
 
b) Marque na estrutura do ácido cítrico abaixo os grupos aceptores com um círculo (se houver) e os grupos 
doadores com um quadrado (se houver). 
 
 
 
c) Desenhe a estrutura totalmente protonada e crie uma abreviação para ela. 
Obs.: Se a estrutura já se encontrar na sua forma totalmente protonada a redesenhe abaixo. 
Estrutura totalmente protonada: 
 
 
 
Abreviação: H3Cit 
 
d) Faça o balanço de matéria do sistema citrato 
 
c(H3Cit) = c(H2Cit-) = c(HCit2-) = c(Cit3-) = [H3Cit] + [H2Cit-] + [HCit2-] + [Cit3-] = 0,1 mol/L