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Universidade Federal da Paraíba Centro de Ciências Exatas e da Natureza Departamento de Química Disciplina: Química Analítica Clássica Prof. Luciano Farias de Almeida Lista de Exercícios – Equilíbrio Ácido-Base 1. Defina e dê um exemplo de: a) ácido e base de Brönsted-Lowry b) ácido e base de Arrhenius c) eletrólito fraco e forte d) par ácido-base de Brönsted-Lowry e) substância anfiprótica f) auto-ionização 2. Identifique o ácido (à esquerda) e sua base conjugada (à direita) nas equações a seguir: a) HOCI + H2O ↔ H3O + + OCl- b) HONH2 + H2O ↔HONH3 + + OH- c) NH4 + + H2O ↔ NH3 + H3O + d) 2HCO3 - ↔ H2CO3 + CO3 2- e) PO4 3- + H2PO4 - ↔ 2HPO4 2- f) H2O + CH3NH2 ↔ CH3NH3 + + OH- g)Na2B4O7 + 2H3O + + 3H2O ↔ 2Na + + 4H3BO3 h) KHC8H4O4 + OH – ↔ K+ + C8H4O4 2– + H2O i) KH(IO3)2 + OH – ↔ K+ + 2IO3 – + H2O 3. Escreva expressões para a autoprotólise de: a) H2O b) CH3NH2 c) CH3COOH 4. Calcule o pH da água a 0ºC e 100ºC. Dado Kw(0ºC) = 1,14 x 10 -15; Kw(100ºC) = 4,9 x 10 -13 R: pH (0ºC) = 7,47; pH (100ºC) = 6,15 5. Calcule o pH de uma solução na qual a concentração hidrogeniônica é: (a) 1,6 x 10-2 mol L-1 (R: 1,80) (b) 5,8 x 10-6 mol L-1 (R: 5,24) (c) 2,3 x 10-13 mol L-1 (R: 12,6) (d) 7,9 x 10-9 mol L-1 (R: 8,10) 6. Calcule a concentração de íons OH- em uma solução com pH de (a) 5,04, (b) 2,84, (c) 13,89 e (d) 7,90 R: a) 1,10 x 10-9; b) 6,92 x 10-12; c) 7,76 x 10-1; d) 7,94 x 10-7 7. A 25°C, qual a concentração molar de H3O + e OH- em: (a) 1,1 x 10-2 M HOCI? Ka = 3,0 x 10 -8 R: [H+]=1,82 x 10-5; [OH-]=5,50 x 10-10 (b) 8,4 x 10-1 M de NaOH (c) 0,50 M de NaOCI? R: [H+]=2,45 x 10-11; [OH-]=4,08 x 10-4 (d) 0,060 M de CH3CH2CO2Na? Ka(CH3CH2CO2H) = 1,34 x 10-5 R: [H+]=1,49 x 10-9; [OH-]=6,69 x 10-6 (e) 0,250 M de cloridrato de hidroxilamina? Ka(HONH3+) = 1,10 x 10 -6 R: [H+]=5,24 x 10-4; [OH-]=1,91 x 10-11 (f) 0,045 M HCl (g) 0,0600 M de ácido butanóico? Ka = 1,52 x 10 -5 R: [H+]=9,55 x 10-4; [OH-]=1,05 x 10-11 h) 3 x 10-3 M de NH4Cl? Ka(NH4+) = 5,70 x 10 -10 R: [H+]=1,31 x 10-6; [OH-]=7,65 x 10-9 i) 8,045 x 10-1 M LiOH? j) 9,66 x 10-3 M NaCN? Ka(HCN) = 6,2 x 10 -10 R: [H+]=2,53 x 10-11; [OH-]=3,95 x 10-4 k) 1,0 M HIO3? Ka = 1,7 x 10 -1 R: [H+]=3,36 x 10-1; [OH-]=2,98 x 10-14 l) 0,007 M de fenol? Ka = 1,05 x 10 -10 R: [H+]=8,57 x 10-7; [OH-]=1,16 x 10-8 m) 1,0 M de NaCl 8. Suponha que 0,18 mols de um ácido monoprótico desconhecido são dissolvidos em água suficiente para preparar 2 litros de solução. Se o pH da solução é 2,77, qual é a constante de dissociação do ácido? R: 3,27 x 10-5 9. Classifique cada uma das soluções 1,0 mol L-1 conforme seu caráter ácido, básico ou neutro. (a) NH4Cl, (b) KCN, (c) Na2SO4, (d) NH4CN, (e) KBr, (f) KHSO4. 10. Calcule o pH das seguintes soluções: (a) HCOONa 0,25 mol L-1, (b) Na2SO3 0,005 mol L -1, (c) NH4NO3 1,0 mol L -1, (d) Na3PO4 0,015 mol L -1. Dados: Ka(HCOOH) = 1,80 x 10 -4, Ka2(ácido sulfuroso) = 6,6 x 10-8, Ka(NH4+)=5,7x10 -10, Ka3(H3PO4) = 4,5 x 10 -3. R: a) 8,57; b) 9,26; c)2,38; d) 11,9 11. Que massa de acetato de sódio deve ser adicionada a 500 mL de uma solução 0,1 mol L-1 de ácido acético (CH3COOH) para produzir uma solução tampão com pH 4,0? Dado Ka(CH3COOH) = 1,75 x 10-5. R: 0,5213 g 12. Que volume de uma solução 2,0 mol L-1 de NaOH deve ser adicionado a 300 mL de uma solução 1,0 mol L-1 de ácido glicólico (HOCH2COOH) para produzir uma solução tampão com pH 5,0? Ka(ácido glicólico) = 1,48 x 10 -4. R: 141 mL 13. Qual massa de borato de sódio (Na2B4O7.10H2O) precisa ser adicionada a 350 mL de uma solução de ácido bórico 0,1 mol L-1 para produzir uma solução tampão com pH 9? R: 7,7604 g 14. Calcule o pH de uma solução preparada pela mistura de 10 mL de uma solução de ácido fraco (Ka = 1,8 x 10 -5) de concentração 0,05 mol L-1 e 4 mL de uma base forte de concentração 0,025 mol L-1. R: 4,14 15. Calcule o pH de uma solução preparada pela mistura de 2,0 mL de uma solução de ácido forte de pH 3,00 e 3,0 mL de uma base forte de pH 10,0. R: 3,47 16. Calcule o pH dos seguintes tampões: a) 100 mL de ácido fórmico 0,025 M e 50 mL de formiato de sódio 0,015 M. R: 3,21 b) 50 mL de NH3 0,12 M e 3,5 mL de HCl 1,0 M. R: 9,39 c) 5,0 g de Na2CO3 e 5,0 g de NaHCO3 em 100 mL de água. Dado: pKa1(H2CO3) = 6,35 e pKa2(H2CO3) = 10,33. R: 10,2 10. Calcule o pH dos tampões no problema anterior após a adição de 5 x 10-4 mol HCl. 11. Calcule o pH dos tampões no problema 8 após a adição de 1 x 10-4 mol NaOH.
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