RESOLUÇÃO 5a LISTA DE EXERCÍCIOS_ ácidos e bases e eletroquímica_2020_com gabarito ELENIR-mesclado

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 QUÍMICA GERAL PARA ENGENHARIA - 2020 
5a LISTA DE EXERCÍCIOS 
 
ÁCIDOS E BASES 
1. Os ácidos acéticos (CH3COOH) e fórmico (HCOOH) são ácidos 
monopróticos fracos. Ambos se ionizam conforme a equação geral: 
HA ⇌ H+ + A- 
A partir dos dados da tabela abaixo responda: qual dos dois ácidos 
é mais forte? justifique sua resposta apresentando cálculos e 
dados. R. ácido fórmico 
 
 
 
 
2. Os valores da constantes de auto-ionização da água em função 
da temperatura são os seguintes: 
Temperatura (oC) Kw 
0 1,14 x 10-15 
25 1,00 x 10-14 
40 2,92 x 10-14 
50 5,47 x 10-14 
a) A auto-ionização da água é exotérmica ou endotérmica? Explique 
b) Qual o pH da água pura a 50 ºC ? R. pH= 6,63 
c) Uma solução aquosa a 50ºC apresenta pH 6,7, será essa solução 
formada pela adição de um sal ácido, básico ou neutro? Explique. 
R. básico 
 
3. Um ácido (HX) está 25% dissociado em água. Se a concentração 
de equilíbrio de HX é 0,30 M, calcule o valor de Ka. R. Ka =0.0333 
 
4. Um tanque de 100.000 L de água está com pH 2,9 devido a 
presença de HCℓ. Qual o valor em reais para elevar o pH da água 
do tanque para 7,0 sabendo que o preço de 1kg de NaOH é R$ 6,70. 
R. R$33,77 
 
5. Azida de sódio (NaN3) é adicionada à água para matar bactérias. 
Calcule a concentração de todas as espécies (Na+, N3-, HN3, 
H3O+,OH-) em solução de NaN3 0,01M (para HN3 Ka=1,9 x 10-5). 
R. [Na+] =[N3-]= 0,01 mol/L; [OH-]=[NH3]=2,3x10-6 mol/L; [H3O+]= 
4,3x10-9 mol/L 
 
6. Quantos gramas de NaCN deve ser dissolvida em quantidade de 
água suficiente para preparar 250 mL de solução com pH =10,0? Ka 
do HCN = 5,8 x 10-10. R. 7,2 mg 
 
7. Considere dois ácidos fracos HX (massa molar = 180 g/mol) e HY 
(massa molar = 578,0 g/mol). Se uma solução de 16,9 g/L de HX 
tem o mesmo pH de uma contendo 9,05 g/L de HY, qual é o ácido 
mais forte nestas concentrações? Justifique sua resposta com 
cálculos. R- HY 
 
8. Uma solução de um ácido HA foi preparada pela dissolução de 
2,344 g do ácido em água para formar uma solução com volume 
final de 100,00 mL. Está solução foi titulada com uma solução de 
NaOH 0,250 mol/L, tendo sido gastos 42,60 mL desta solução para 
atingir o ponto de equivalência. A curva de titulação indica que o 
ácido é fraco. O pH no ponto de equivalência é 9,40. 
a) Calcule a massa molar do ácido R. 220,09 g/mol 
b) Calcule o Ka. R. Ka= 1,2x10-6 
c) Calcule o pH após a adição de 21,30 mL. R. pH= 5,92 
9. Uma solução de ácido hipocloroso (HCℓO) de concentração 0,10 
mol/L apresentou pH = 4,3, já uma solução de ácido hipobromoso 
(HBrO) com concentração 1,0 mol/L apresentou o mesmo valor de 
pH. Qual dos dois ácidos é mais forte? justifique sua resposta 
apresentando cálculos e dados. R. HCℓO 
 
10. Um estudante encontra uma garrafa contendo 100 mL de uma 
solução. No rotulo está escrito: contém HNO2 e NaNO2 e que a 
massa de NaNO2 presente é de 6,9 g. O estudante mediu o pH da 
solução e encontrou pH=4,0, no livro de Química Geral verificou 
que a constante de ionização do ácido era igual a 4,5 x 10-4. 
Qual a concentração do HNO2 na solução? R. 0,22 mol/L 
 
11. Considere a curva de titulação de um ácido fraco, ácido acético 
(CH3COOH) com base forte (NaOH). Na curva indique os pontos que 
correspondem ao que se segue. 
a) O ponto de equivalência e quais espécies químicas estão 
presentes neste ponto. R. B 
b) A região que ocorre a formação do tampão 
c) O ponto no qual pH=pKa. Justifique. R. A 
d) O pH do ponto de equivalência será maior, menor ou igual a 7? 
Justifique usando equações químicas. R. Maior 
 
12. Uma solução contem ácido bromoacético (BrCH2COOH) e 
bromoacetato de sódio (NaBrCH2COO), com concentração total de 
0,30 mol/L (soma das duas). Se o pH dessa solução é 3,10, quais 
as concentrações do ácido e do sal? Ka do BrCH2COOH = 2,0 x 10-3. 
R.Ácido =0,085 mol/L ; Sal = 0,214 mol/L 
 
 
13. A piridina é um composto muito utilizado em sínteses orgânicas 
e seus derivados apresentam diversos tipos de utilizações. Uma 
solução 0,005 M de piridina (C5H5N) é 0,053% ionizável. Qual é o 
pKb desse composto monobásico? R. pKb = 8,85 
 
14. Encontre o pH da solução obtida pela mistura de 12,5mL de 
NaOH 0,40mol.L-1 com 25mL de HF 0,40mol.L-1. A mistura pode ser 
considerada como uma solução tampão? Explique sua resposta. 
R. pH = 3,17 
 
15. A água sanitária é uma solução de hipoclorito de sódio (NaOCℓ) 
em água. Possui propriedades germicidas e, por isso, é amplamente 
utilizado no tratamento e purificação da água, na desinfecção de 
legumes, verduras e frutas. No entanto é incompatível com ácidos 
- ácidos clorídrico (ou muriático) e acético (vinagre), reagindo com 
violência e formando gás cloro que é altamente tóxico. Desta forma 
deve se evitar a mistura dessas substâncias. Além disso afeta rios e 
cursos d’água por alteração do pH e ação do cloro ativo. Suponha 
que uma determinada marca de água sanitária ofereça uma solução 
5% de NaOCℓ o que corresponde a aproximadamente 0,67 M de 
NaOCℓ. Qual o pH dessa água sanitária? (Kb(OCℓ¯) = 3.3 x 10 – 7) 
R. pH=10.7 
 
16. Fluoreto de sódio (NaF) é um sal adicionado a água distribuída 
a população para reduzir problemas dentários. Suponha que uma 
Ácido Concentração pH 
Acético 1,0 mol/L 2,37 
Fórmico 0,1 mol/L 2,37 
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amostra de água possui uma concentração de 0.00339M de NaF 
qual o pH dessa água, dado que Ka do HF = 6,8 x 10-4 a 25 °C. 
 R. pH=7,35 
 
17. Trimetilamina, (CH3)3N, é uma base fraca, Kb = 6.5 x 10-5 a 25 °C. 
Essa substância é a principal responsável pelo odor dos peixes. Por 
ser uma base reage com ácidos e por isso algumas pessoas colocam 
suco de limão ou vinagre, que são substâncias ácidas, para 
neutralizar o odor dos peixes. Qual é o pH de uma solução que 
resulta da mistura de volumes iguais de uma solução de 0.05 M de 
Trimetilamina e 0,025 M de ácido clorídrico? A solução resultante 
será uma solução tampão? Justifique. 
 (CH3)3N + HCℓ/ (CH3)3NH+ + Cℓ- 
R. pH= 9,81 
 
ELETROQUÍMICA 
18. Qual das seguintes células voltaicas produzem a maior 
quantidade de carga elétrica por grama de material do anodo? 
Zn(s) + MnO2(s) + H2O(l) → ZnO(s) + Mn(OH)2(s) 
Li(s) + MnO2(s) → LiMnO2(s) 
R. Li 
 
 
19. Quando uma solução de cloreto de rutênio foi eletrolisada 
durante 500s com uma corrente de 120 mA, 31 mg de rutênio foi 
depositada. Qual o número de oxidação do rutênio no cloreto de 
rutênio ? R. NOX= +2 
 
20. Escreva a equação da reação e determine E0 para: 
 a) Al(s)/Al+3(aq)// Sn+2(aq)/Sn(s) 
 b) Pt(s)/Fe+2(aq), Fe+3(aq)//Ag+(aq)/Ag(s) 
 
21. A passagem de uma corrente de 0,750 A por 25 min em uma 
solução que possui um metal divalente (X2+) deposita 0,369 g do 
metal X. Qual a massa molar do metal? R. 63,3 g/mol 
 
22. Uma célula galvânica é construída com um eletrodo de Co em 
uma solução de Co2+ e um eletrodo de grafite em uma solução 
contendo Fe3+ e Fe2+ 1M cada. Os dois compartimentos estão 
ligados por uma ponte salina. Desenhe o esquema da célula 
identificando catodo, anodo, as semi-reações e o potencial total da 
célula. Dados: 
Co2+(aq) + 2e-  Co(s) Eo = -0,277 V, 
Fe3+(aq) + e-  Fe2+(aq) Eo = +0,770V 
1mol de e- = 9,65x104 C. 
R. E0 = 1,047 V 
 
23. Uma empresa de construção está instalando uma tubulação de 
ferro (um tubo cilíndrico longo) com área superficial de 452 m2. 
Para impedir a corrosão, a tubulação foi galvanizada. Este processo 
é realizado passando primeiro uma folha de ferro com as 
dimensões apropriadas por uma célula eletrolítica contendo Zn2+, 
usando grafite como anodo e a folha de ferro como catodo. Se a 
voltagem for de 3,26V, qual é o custo de eletricidade necessária 
para depositar uma camada com 0,200 m de espessura se a 
eficiência do processo for de 95%? As tarifas de eletricidade são de 
R$ 0,62 por kilowatt hora (kWh), onde: 1 W = 1J/s, densidade do Zn 
= 7,14 g/cm3, 1 mol e = 96500C, 1J=1C.1V, E = qV. R. R$ 1,12x106 
 
24. Durante 20,0 min uma solução aquosa de NaCℓ de 250mL foieletrolisada com uma corrente de 2,00A. A eletrólise foi realizada 
de tal maneira que o Cl2 formado não reagisse com os demais 
produtos eletrólise. Após o procedimento a solução foi titulada 
com HCℓ 0,620 mol.L-1. Que volume de HCℓ foi necessário para 
neutralizar a solução? R. 0,04 L 
 
25. Determine a massa molar do metal (M) sabendo que o sal 
MCl2 foi fundido e em seguida submetido à eletrólise por 4,65h 
produzindo 4g do metal quando uma corrente de 0,84 A foi usada. 
R. 54,91g/mol 
 
26. Uma calota de automóvel de 675 cm2 de área constitui o cátodo 
de uma célula eletrolítica que contém uma solução aquosa de íons 
de níquel +2. Para niquelar a calota, faz-se passar através da célula 
uma corrente de 32,9 amperes. Calcule o tempo (em minutos) 
necessário para que seja depositada na calota uma camada de 
níquel de 0,1 mm de espessura. Dados: dNi = 8,9 g/cm3 ; Ni = 58 u; 
F = 96.500 C. R. 1,69 h 
27. Uma bateria para pilhas AA NiMH contendo 4,10 g de NiO(OH) 
foi 50% descarregada, quando ligada a um dispositivo eletrônico, 
fornecendo uma corrente de 2,0 A. Quanto tempo (em minutos) é 
necessário para recarregar bateria que funciona de acordo com a 
equação abaixo? (Dados: F= 96500 C/mol e-. Massas Molares 
Ni=58,7; O=16,0; H=1,0 g/mol). . R. 18 min. 
Ni(OH)2(s) + OH-(aq)NiO(OH)(s) + H2O(ℓ) 
 
28. O alumínio é um metal leve e muito resistente, tendo diversas 
aplicações industriais. Esse metal passou a ser explorado 
economicamente a partir de 1886, com a implementação do 
processo Héroult-Hall. O processo Héroult-Hall consiste na redução 
do alumínio presente na alumina (Al2O3) para alumínio metálico, 
por meio de eletrólise. Qual será a massa de alumínio produzida, se 
uma cela eletrolítica opera durante uma hora, passando carga 
equivalente a 1 A? R. 0,33g 
 
29. Uma corrente de 0,5 A é aplicada através do KF fundido durante 
2 horas em um sistema montado como mostrado ao lado. Quantos 
litros de gás flúor são produzidos se o experimento é realizado nas 
CNTP (1 mol de gás =22,4L, R=0,082 atm L/mol K, T=273 K, P = 1 
atm. F = 96500 C/mol. MM K = 39,0 ; F=19,0). Especifique as reações 
que ocorrem no cátodo e no anodo. R.0,417 L 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
30. Uma bateria contém 20 g de Zn e pode funcionar até 85% do 
zinco ser consumido de acordo com a reação: 
Zn(s) + Ag2O(s)ZnO(s)+2Ag(s) 
a) Quantos dias a bateria pode funcionar com uma corrente de 5,0 
mA (miliampéres)? R. 116 dias 
b) Quando a bateria descarrega, 90% de Ag2O foi consumido. Qual 
a massa de prata metálica utiliza para fazer essa bateria? R. 50,5 g 
Ag 
 
31. Determine o pH durante a eletrólise de um litro de uma solução 
aquosa com uma corrente de 4,00 A por um período de 200 s? 
Considere somente a reação do catodo. 2H2O(ℓ) + 2e- → H2(g) + 
2OH-(aq) E° = - 0,83 V 
R. pH= 11,9 
 
 
Bons estudos!