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Química Analítica Qualitativa Objetivos • Compreender as propriedades dos principais grupos de cátions e ânions e executar as reações químicas envolvidas; • Compreender os princípios básicos de equilíbrio químico dos principais íons inorgânicos, necessários à interpretação dos fenômenos que ocorrem nas diversas áreas da química; • Aplicar métodos de identificação de cátions e ânions; • Desenvolver cálculos necessários para a preparação de soluções, como também a padronização das mesmas. A Química Analítica é a ciência que estuda os princípios e a teoria dos métodos de análise química, que nos permitem determinar a composição química das substâncias ou das misturas delas. A finalidade da análise qualitativa é a identificação ou a pesquisa de elementos ou de íons que constituem a substância em estudo. Atividade Determinação de constante de equilíbrio de óxido-redução Efeito do íon comum • Qual é o pH da solução que resulta da adição de 25,00 mL de NaOH 0,0500M a 25,0 mL de ácido láctico 0,100M? (Ka pra o ácido láctico = 1,4x10 -4) (Adaptado do livro Química Geral e reações químicas, volume 2, de John C. Kotz et al.) Equilíbrio Inicial (M) 0,0250 0 0,0250 Variação (M) -x +x +x Equilíbrio (M) (0,0250-x) +x (0,0250 + x) Solução Tampão • Como um tampão mantém um pH constante? • Qual é a variação no pH quando 1,00 ml de HCl 1,00M é adicionado : (1) 1,000L de água pura e a (2) 1,000L de tampão ácido acético/acetato de sódio com [CH3CO2H] – 0,700M e [CH3CO2 -] – 0,600M? (o pH desse tampão de ácido acético/íon acetato é 4,68) (Adaptado do livro Química Geral e reações químicas, volume 2, de John C. Kotz et al.) H3O + (aq) + CH3CO2 - (aq)→H2O (l) +CH3CO2H (aq) O volume de solução tampão final é 1,001 L, pois o HCl adicionado reage completamente com o íon acetato para produzir ácido acético. H3O + do HCl adicionado CH3CO2 - do tampão CH3CO2H do tampão Quantidade inicial de ácido ou base (mol=cxV) 0,00100 0,600 0,700 Variação (mol) -0,00100 -0,00100 -0,00100 Depois da reação (mol) 0 0,599 0,701 Concentrações após a reação (c=mol/V) 0 0,598 0,700 Equilíbrio CH3CO2H + H2O ↔ H3O + + CH3CO2 - Inicial (M) 0,700 0 0,598 Variação (M) -x +X +X Equilíbrio (M) 0,700-x X 0,598 + X Solubilidade dos sais – Precipitação Fluoreto de cálcio, o componente principal do mineral fluorita, dissolve em uma pequena quantidade em água. CaF(s) ↔Ca 2+ (aq) + 2F - (aq) Kps=[Ca 2+][F-]2 Calcule o valor de Kps para o CaF2 se a concentração do íon de cálcio foi determinada como 2,3x10-4 mol/L. (Adaptado do livro Química Geral e reações químicas, vol. 2, de John C. Kotz et al.) Resolução: O CaF2 se dissolve em água formando 1 mol de íons Ca 2+ e 2 mols de F-, portanto as concentrações serão: [Ca2+] = 2,3x10-4 M e [F-] = 2 x 2,3x10-4 = 4,6x10-4 M Portanto, o produto de solubilidade será: Kps = 2,3x10-4 x (4,6x10-4 )2 = 4,9 x10-11 Equilíbrio Íons Complexos • Qual é a concentração de íons Cu2+ em uma solução preparada por adição de 0,00100 mol de Cu(NO3)2 em 1,00 L de 1,50 M de NH3? Kf para o íon complexo de cobre amônia [Cu(NH3)4] 2+ é 2,1x1013 . (Adaptado do livro Química Geral e reações químicas, vol. 2, de John C. Kotz et al.) Como a constante de formação do complexo é muito grande, imaginamos que todo Cu2+ irá reagir com o NH3 para formar [Cu(NH3)4] 2+ ,portanto a sua concentração inicial será de 0,00100 M. [Cu(NH3)4] 2+ encontra-se em equilíbrio com o Cu2+ e NH3.
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