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QUÍMICA – TURMA OLÍMPICA – LISTA XII - PROFESSOR ALEXANDRE VARGAS GRILLO 1 Questão 01 – Calcule o pH da solução resultante da adição de 100 mL de uma solução 0,2 mol.L-1 de NaOH a 150 mL de solução 0,1 mol.L-1 de HCl. Questão 02 – (ITA) Dispõe de 10,0 litros de uma solução 1,0 mol.L-1 de ácido clorídrico. Para que o pH desta solução seja elevado para o fator 2,0, a massa de hidróxido de sódio sólido, em gramas, que deve ser adicionada, admitindo-se como desprezível a variação de volume, será: a) 400 b) 396 c) 360 d) 320 e) 80 Questão 03 – Calcule as concentrações de HCN e OH- numa solução 0,20 mol.L-1 de NH4CN, bem como o pH desta solução. Dados: HCN ⇄ H+ + CN- Ka = 4 x 10 -10 NH3 + H2O ⇄ NH4 + + OH- Kb = 1,80 x 10 -5 Questão 04 – De quantas vezes ficou diminuído o grau de dissociação da amônia em uma solução 0,10 mol.L-1, pela adição de 53,50 gramas de cloreto de amônio a um litro da solução da base? Observação: desprezar a variação de volume da solução. Dado: NH3 + H2O ⇄ NH4 + + OH- Kb = 1,80 x 10 -5 Questão 05 – Qual o valor do pH numa solução de NH3 0,30 mol.L -1 contendo suficiente cloreto de amônio dissolvido para dar uma concentração de íon amônio igual a 1,20 mol.L-1? Dado: NH3 + H2O ⇄ NH4 + + OH- e Kb = 1,80 x 10 -5 Questão 06 – Calcule o pH de uma mistura constituída por 20,00 mL de NH4Cl 0,05 mol.L -1 e 30,0 mL de NH3 0,20 mol.L -1. Dado: NH3 + H2O ⇄ NH4 + + OH- e Kb = 1,80 x 10 -5 Questão 07 – Determine o pOH e o pH de 60,0 mL de uma solução constituída por NH3 1,20 mol.L -1 e NH4 + 0,800 mol.L-1. a) Inicialmente; b) Após a adição de 10,00 mL de HCl 0,900 mol.L-1; c) Após a adição de 15,00 mL de Ba(OH)2 0,100 mol.L -1; Dado: NH3 + H2O ⇄ NH4 + + OH- Kb = 1,80 x 10 -5 Questão 08 – Que volume, em mililitros, de uma solução aquosa de NH3 6,00 M e que massa em gramas de cloreto de amônio devem estar presentes em 1,50 litros de uma solução tampão com pOH = 4,50 e [NH4 +] = 1,200 mol.L-1? Dado: NH3 + H2O ⇄ NH4 + + OH- Kb = 1,80 x 10 -5. Questão 09 – Que massa de ácido propiônico deve ser adicionada a 75,0 gramas de propionato de sódio para preparar 1,20 litros de solução de uma solução tampão de pH = 4,50? Dado: CH3CH2COOH ⇄ CH3CH2COO - + H+ Ka = 1,34 x 10 -5. Questão 10 – Que concentração de OH-, em mol por litro, é necessária para iniciar a precipitação do Fe(OH)3 de uma solução contendo 2,0 x 10-6 mol de Fe3+ por litro de solução. O produto de solubilidade do Fe(OH)3 é 6,0 x 10 -38. Questão 11 – Calcular a solubilidade do sulfato de bário em uma solução 0,01 mol.L-1 de sulfato de sódio. Dado: BaSO4(s) ⇄ Ba +2 (aq) + SO4 -2 (aq) Kps = 1,50 x 10 -9 Questão 12 – Calcular a solubilidade do hidróxido de alumínio em uma solução 0,10 mol.L-1 de nitrato de potássio. Dado: Al(OH)3(s) ⇄ Al +3 (aq) + 3 OH - (aq) Kps = 5,00 x 10 -33 Questão 13 – Formar-se-á ou não um precipitado de cloreto de chumbo (PbCl2) ao se misturarem volumes iguais de soluções 0,10 mol.L-1 de Pb(NO3)2 e 0,010 mol.L -1 de cloreto de sódio? Dado: PbCl2(s) ⇄ Pb +2 (aq) + 2 Cl - (aq) Kps = 1,60 x 10 -5 Questão 14 – Em que pH começa a precipitar o hidróxido de magnésio, se a concentração de Mg+2 na solução é 0,010 mol.L-1. Dado: Mg(OH)2(s) ⇄ Mg +2 (aq) + 2 OH - (aq) Kps = 8,90 x 10 -12 Questão 15 – Que concentração de Ag+, em mol por litro, deve estar presente no início da precipitação do AgCl de uma solução contendo 1,0 x 10-4 mol de Cl- por litro? Dado: AgCl(s) ⇄ Ag + (aq) + Cl - (aq) Kps = 1,78 x 10 -10. Questão 16 – A solubilidade do sulfato de bário em água é 1,0 x 10-5 mol.L-1. Qual é a solubilidade do sulfato de bário numa solução 0,10 mol.L-1 de sulfato de potássio? Questão 17 – Se 0,11 mg de brometo de prata se dissolvem em 1000 mL de água a uma dada temperatura, qual é o produto de solubilidade deste sal naquela temperatura? Questão 18 – Satura-se uma solução com respeito a um composto de fórmula geral AB2C3: AB2C3(s) ⇄ A + (aq) + 2B + (aq) + 3C - (aq). Determina-se que esta solução contém o íon C- em concentração 0,003 mol.L-1. Calcule o produto de solubilidade do AB2C3. Questão 19 – Responda: a) Se o produto de solubilidade do iodato de cálcio é 6,40 x 10- 9, quantos miligramas do sal dissolvem-se em 500 mL de água? b) Quantos miligramas de cátions Ca+2 permanecem dissolvidos em 500 mL de uma solução que é 0,20 mol.L-1 em íons iodato? Questão 20 – A concentração de uma solução saturada de Ag2SO4 é 0,026 mol.L-1. Qual é o produto de solubilidade deste sal? (Desprezar a hidrólise do íon sulfato). Questão 21 – Se A mol de fosfato de prata se dissolvem em 500 mL de água, expressar em termos de A o produto de solubilidade deste sal e a concentração da quantidade de matéria de sua solução saturada. (Desprezar a hidrólise do íon fosfato). Questão 22 – Se o produto de solubilidade do fosfato de cálcio é A, expressar em termos de A a concentração da quantidade de matéria de sua solução saturada. (Desprezar a hidrólise do íon fosfato). Questão 23 – Quantos miligramas de íons Mn+2 permanecem em 100 mL de uma solução de pH igual a 8,60 sem que haja a precipitação do hidróxido de manganês? Dado: Mn(OH)2(s) ⇄ Mn +2 (aq) + 2 OH - (aq) Kps = 1,90 x 10 -13. Questão 24 – A uma certa temperatura, o produto de solubilidade do sulfato de chumbo é 1,10 x 10-8 M e as constantes de equilíbrio das três seguintes reações são: I. PbSO4(s) + 2 I - (aq) ⇄ PbI2(s) + SO4 -2 (aq) K1 = 4,60 x 10 -1. II. PbI2(s) + CrO4 -2 (aq) ⇄ PbCrO4(s) + 2 I - (aq) K2 = 4,30 x 10 12. III. PbS (s) + CrO4 -2 (aq) ⇄ PbCrO4(s) + S -2 (aq) K3 = 7,50 x 10 -8. Calcule através destes dados o produto de solubilidade do sulfeto de chumbo. 2 Questão 25 – Considere o produto de solubilidade do Ba(IO3)2 igual a 6 x 10-10 e as constantes de equilíbrio das reações abaixo, calcule o produto de solubilidade do BaCrO4. I. Ba(IO3)2(s) + 2F - (aq) ⇄ BaF2(s) + 2 IO3 - (aq) K1 = 4,60 x 10 -1. II. BaCrO4(s) + SO4 -2 (aq) ⇄ BaSO4(s) + CrO4 -2 (aq) K2 = 2,73. III. BaF2(s) + SO4 -2 (aq) ⇄ BaSO4(s) + 2F - (aq) K3 = 1,55 x 10 4. Questão 26 – Sabe-se que a dissociação do ácido sulfúrico se dá nas seguintes etapas: H2SO4 ⇄ H +(aq) + HSO4 - (aq). HSO4 - (aq) ⇄ H + (aq) + SO4 -2 (aq) Kc = 1,10 x 10 -2. Determine [H+], [HSO4 -], [SO4 -2] numa solução 1,10 x 10-2 mol.L-1 desse ácido, bem como o pH dessa solução. Questão 27 – Calcule a concentração de íons S-2 numa solução que é 0,08 mol.L-1 em H2S e contém HCl suficiente para dar um pH igual a 3,40. Dados: H2S ⇄ HS - (aq) + H + (aq). Ka1 = 1,10 x 10 -7. HS-(aq) ⇄ H + (aq) + S -2 (aq) Ka2 = 1,30 x 10 -13. Questão 28 – Determine o pH de uma solução 0,520 mol.L-1 de NaHCO3. Dados: H2CO3 ⇄ HCO3 - (aq) + H + (aq) Ka1 = 4,40 x 10 -7. HCO3 -(aq) ⇄ H+(aq) + CO3 -2 (aq) Ka2 = 4,70 x 10 -11. Questão 29 – Determine o pH de uma solução 0,400 mol.L-1 de: a) KH2PO4; b) K2HPO4. Dados: H3PO4 ⇄ H2PO4 - (aq) + H + (aq). Ka1 = 5,90 x 10 -3. H2PO4 - (aq) ⇄ H + (aq) + HPO4 -2 (aq) Ka2 = 6,20 x 10 -8. HPO4 -2 (aq) ⇄ H + (aq) + PO4 -3 (aq) Ka3 = 4,80 x 10 -13. Questão 30 – (MONBUKAGAKUSHO) What is the pH of 50 mL of the 0,14 mol.L-1 HCl solution mixed with 50 mL of 0,10 mol.L-1 NaOH solution? Write the number of the correct answer in the answer box. Log 2 = 0,30. a) 1,5 b) 1,7 c) 1,9 d) 2,1 e) 2,3 Questão 31 – (ITA) Uma solução aquosa saturada em fosfato de estrôncio [Sr3(PO4)2] está em equilíbrio químico à temperatura de 25°C, e a concentração de equilíbrio do íon estrôncio, nesse sistema, é de 7,50 x 10–7 mol.L–1. Considerando-se que ambos os reagentes (água e sal inorgânico) são quimicamente puros, assinale a alternativa CORRETA com o valor do pKps (25°C) do Sr3(PO4)2. a) 7,0 b) 13,0 c) 25,0d) 31,0 e) 35,0 Questão 32 – (IME) Mistura-se 500 cm³ de uma solução de AgNO3, 0,01 M, com 500 cm³ de outra solução que contém 0,005 moles de NaCl e 0,005 moles de NaBr. Determine as concentrações molares de Ag+, Cl- e Br- na solução final em equilíbrio. Dados: Kps (AgCl) = 1,8 x 10-10 Kps (AgBr) = 5,0 x 10-13 Questão 33 – (ITA) Qual será o pH de uma solução em que a concentração de íons H+ é igual a 2,0 x 10-4 mol/L? a) 2,4 b) 3,0 c) 3,7 d) 4,0 e) 4,3 Questão 34 – (ITA) Calcule a solubilidade do cloreto de prata, AgCl, sabendo que seu produto de solubilidade é 1,80 x 10-10. Questão 35 – (ITA) A massa molar do Mg(OH)2 é 58,3 g/mol e seu produto de solubilidade em água é 4,60x10-24 para 25oC. Colocando excesso de hidróxido de magnésio sólido em contato com 1,0 litro de água pura, determine o máximo de hidróxido de magnésio que irá se dissolver neste volume de água a 25oC, em gramas. Questão 36 – (ITA) Uma solução 0,005 mol.L-1 de hidróxido de bário em água à temperatura ambiente, terá pH aproximadamente igual a: a) 0,01 b) 2 c) 5 d) 9 e) 12 Questão 37 – (ITA) Dentre as substâncias abaixo assinale aquela que, quando dissolvida em água, produz solução alcalina. a) C2H5OH b) NaCl c) CH3COONa d) NH4Cl e) KNO3 Questão 38 – (ITA) Em um copo de 500ml são misturados 100ml de ácido clorídrico 1,00 mol.L-1 em 100ml de hidróxido de sódio 0,50 mol.L-1. A solução resultante no copo é: a) 1,0.10–7 mol.L-1 em OH– b) 1,0.10–7 mol.L-1 em H+ c) 0,05 mol.L-1 em H+ d) 0,25 mol.L-1 em H+ e) 0,50 mol.L-1 em H+ Questão 39 – (ITA) Numa solução aquosa 0,100 mol.L-1 de um ácido monocarboxílico, a 25°C, o ácido está 3,7% dissociado após o equilíbrio ter sido atingido. Assinale a opção que contém o valor correto da constante de dissociação desse ácido nesta temperatura. a) 1,4 b) 1,4.10–3 c) 1,4.10–4 d) 3,7.10–2 e) 3,7.10–4 Questão 39 – (ITA) Em 1,0 litro de uma solução aquosa não tamponada, a 25°C, ocorre uma reação química que produz ânion OH–. Sabendo-se que ao se iniciar a reação, a solução tinha pH = 6, após a produção de 1,0.10–3 mol de OH– o pH da solução será: a) 3 b) 6 c) 7 d) 9 e) 11 Questão 40 – Discuta o efeito da redução da temperatura e do aumento da temperatura e do aumento pressão sobre a reação de formação do sulfeto de hidrogênio, a partir de H2(g) e S2(g), considerando que a equação termodinâmica é dada por ΔG°(T) = -180668 + 98,83 x T (J/mol.K). A reação é endotérmica ou exotérmica? Questão 41 – A constante de equilíbrio da reação de hidrogenação de piridina (C5H5N) para piperidina (C5H11N) foi obtida experimentalmente na faixa de 140-260°C para a equação química apresentada a seguir. Calcule a entalpia e a entropia desta reação. Ela é endotérmica ou exotérmica? C5H5N(g) + 3 H2(g) ⇄ C5H11N(g) Log Kp = - 46699 + (24320/T) Questão 42 – Qual o efeito de aumentar a pressão total e a pressão parcial de hidrogênio na reação de formação de piperidina a partir da piridina. 3 Questão 43 – Calcule a energia de energia livre de Gibbs padrão de decomposição do carbonato de cálcio, CaCO3 e também a constante de equilíbrio da pressão parcial do oxigênio molecular, a partir das energias de Gibbs dos seguintes compostos a partir dos elementos nos seus respectivos estados padrões a temperatura de 298 K. Informações para a resolução do problema: G°formação [CaO(s)] = - 418,42 kJ.mol-1; G°formação [CaCO3(s)] = - 732,52 kJ.mol -1 e G°formação [CO2(s)] = - 396,38 kJ.mol -1. Questão 44 – Calcular a solubilidade do sulfato de bário na presença de uma solução 0,01 mol.L-1 de sulfato de sódio. Dado: BaSO4(s) ⇌ Ba +2(aq) + SO4 -2 (aq) Kps = 1,5.10 -9 Questão 45 - Haverá formação de precipitado de sulfato de chumbo quando 100 mL de solução 0,0030 mol/L de Pb(NO3)2 são misturados com 400 mL de solução 0,01 mol/L de Na2SO4? KpsPbSO4 = 1,9 x 10 - 8. Questão 46 - Calcule a solubilidade do acetato de prata II em: a) Água; b) Solução 0,20 mol/L de Na2C2O4. Questão 47 – Sabendo que o produto de solubilidade do cloreto de prata a 100°C é igual a 1,4 x 10-4, determine a solubilidade deste sal na presença de água. Questão 48 – Determine a massa em miligramas de brometo de prata que são dissolvidos em vinte cinco litros de água, sabendo que o produto de solubilidade deste sal é igual a 5,0 x 10-11. Questão 49 – Explique o que ocorre quando a uma solução saturada de hidróxido férrico se adiciona solução de hidróxido de sódio. Questão 50 – Dado que a solubilidade do carbonato de bário, a uma dada temperatura é igual a 5,0 x 10-5 mol.L-1. Determine o valor da constante de solubilidade desse sal nessa temperatura. Questão 51 - Sabendo que o produto de solubilidade do AgOH a uma dada temperatura é igual a 1,0 x 10-4 mol.L-1, determine o pOH de uma solução saturada dessa base. Questão 52 – (UERJ) A acidez de frutas cítricas é determinada pela concentração de íons hidrogênio. Uma amostra de polpa de laranja apresenta pH = 2,30. Considerando log 2 = 0,30, a concentração de íons hidrogênio nessa amostra, em mol.L-1, equivale a: a) 0,001 b) 0,003 c) 0,005 d) 0,007 Questão 53 – Determine o pH da solução resultante quando a 1,0 L de uma solução de ácido sulfúrico 0,04 mol.L-1 se adicionam 3,0 litros de outra solução de NaOH 0,04 mol.L-1. Questão 54 – (RUMO AO ITA) À determinada de T°C, a solubilidade do sulfato de prata em água é igual a 2,0 x 10-3 mol.L-1. O produto de solubilidade, Kps, deste sal, à mesma temperatura é: a) 4,0 x 10-4 b) 8,0 x 10-4 c) 6,4 x 10-5 d) 3,2 x 10-5 e) 8,0 x 10-6 Questão 55 – (RUMO AO ITA) O carbonato de cálcio é um sal pouco solúvel em água. Sabendo-se que o produto de solubilidade do referido sal a 25°C, é igual a 4,0 x 10-10, a quantidade máxima desse sal que se dissolverá em 200 mL de água, nessa temperatura, considerando desprezível a variação de volume nessa dissolução, será de: a) 2 x 10-5 g b) 4,0 x 10-4 g c) 8,0 x 10-4 g d) 2,0 x 10-2 g e) 4,0 x 10-2 g Questão 56 – a) A experiência demonstra que em um litro de água, a 25°C, se dissolvem 0,0059 gramas de carbonato de estrôncio. Qual o produto de solubilidade desse sal? b) Quantos miligramas de brometo de prata se dissolvem em vinte litros, sabendo que o produto de solubilidade é igual a 5,0 x 10-13? Questão 57 – Juntaram-se 100 mL de solução de Pb(NO3)2, 0,003 mol.L-1 a 400 mL de solução de Na2SO4. Sabendo-se que o Kps do PbSO4, à temperatura do experimento é 2,0 x 10 -5, haverá precipitação desse sal? Questão 58 – Um sal A+B- derivado de um ácido fraco e de uma base forte sofre 1% de hidrólise de uma solução 0,01 mol.L-1 a 25°C. A partir desta informação, determine: a) A constante de hidrólise; b) A constante de ionização deste sal; c) O pH da solução. Questão 59 – Determine o pH de uma solução 1,0 mol.L-1 de cloreto de amônio (totalmente dissociado)? Informações para a resolução do problema: Kb = 4,0 x 10 -10 e log 2 = 0,30. Questão 60 – (IME) A reação de desidrogenação do etano a eteno, conduzida a 1060 K, tem constante de equilíbrio KP igual a 1,0. Sabendo-se que a pressão da mistura reacional no equilíbrio é igual a 1,0 atm, determine: a) a pressão parcial, em atmosferas, do eteno no equilíbrio; b) a fração de etano convertido a eteno. Questão 61 – (GRILLO) O produto de solubilidade do hidróxido férrico apresenta um valor na ordem de 2,70 x 10-35. Calcule a solubilidade deste hidróxido em água expressa em: a) mol.L-1; b) g.L-1. Questão 62 – (ITA) Esta tabela apresenta a solubilidade de algumas substâncias em água, a 15°C: Substância Solubilidade (g de soluto / 100 g de H2O) ZnS 0,00069 ZnSO4. 7 H2O 96 ZnSO3. 2 H2O 0,16 Na2S. 9 H2O 46 Na2SO4. 7 H2O 44 Na2SO3. 2 H2O 32 Utilizandoos dados fornecidos na tabela da questão 3, é CORRETO afirmar que o produto de solubilidade do sulfito de sódio em água, a 15 °C, é igual a: a) 8x10-3 b) 1,6x10-2 c) 3,2x10-2 d) 8 e) 32 4 Questão 63 – Seja um sistema formado por 0,30 mol.L-1 de ácido acético e 0,30 mol.L-1 de acetato de sódio. Adicionando 0,10 mol.L-1 de NaOH, determine o pH antes e depois da adição desta solução alcalina. Dado: pKa (HAc) = 5,4. Questão 64 – (IME) A constante de ionização de um ácido monocarboxílico de massa molecular 60 é 4,0 x 10-5. Dissolvem-se 6,0 g desse ácido em água até completar 1 litro de solução. Determine: a) a concentração de H+ na solução; b) o pH da solução; c) a expressão matemática da constante de ionização; d) a concentração de H+ se o ácido for totalmente dissociado; e) a solução que neutralizará uma maior quantidade de NaOH, considerando duas soluções, de mesmo volume e de mesmo pH, do ácido monocarboxílico e de HCl. Questão 65 – Determine o pH do plasma, sabendo que a concentração de HCO3 - no mesmo é 2,5 x 10-3 mol.L-1 e a de H2CO3 é 1,25 x 10-4 mol.L-1, sendo pKa, a 38°C é igual a 6,1. Dado: log 2 = 0,30. Questão 66 – Qual o pH de um tampão obtido pela mistura de 50 mL de solução 0,1 mol.L-1 de ácido acético e acetato de sódio? Dado: pKa = 4,76. Questão 67 – O grau de hidrólise do cianeto de potássio em solução 0,1 mol.L-1 é 1,12%. Calcular o pH da solução. Dado: log (1,12) = 0,05. Questão 68 – Sabendo-se que a constante de ionização do ácido nitroso em solução aquosa a 25°C é 4,0 x 10-4, qual é o valor da constante de hidrólise do nitrito de potássio na mesma temperatura? Questão 69 – O grau de hidrólise do cianeto de potássio em solução 0,2 mol.L-1 é 0,0085 mol.L-1 a 20°C. Calcular Kh da hidrólise do sal e Ka do ácido cianídrico a mesma temperatura. Questão 70 – A constante de hidrólise do cloreto de amônio 0,2 mol.L-1 é 5,0 x 10-8. Calcule Kb do hidróxido de amônio. Questão 71 – Calcular a concentração molar do ácido cianídrico, sabendo-se que o grau de hidrólise é 0,84%, sendo Kh igual a 1,4 x 10-5. Questão 72 – A constante de hidrólise do acetato de sódio, em solução 0,055 mol.L-1 é 5,5 x 10-10. Calcular o pH da solução. Questão 73 – Sabendo que o grau de hidrólise do NaCN em solução 0,2 mol.L-1 é 0,85%, calcule a constante de ionização do ácido correspondente. Questão 74 – Misturamos 75 mL de uma solução 0,2 mol.L-1 de ácido nítrico com 75 mL de uma solução 0,2 mol.L-1 de hidróxido de amônio. A solução final será ácida, básica ou neutra? Questão 75 – (IME) Calcule a concentração de uma solução aquosa de ácido acético cujo pH é 3,00 sabendo que a constante de dissociação do ácido é 1,75 x 10-5. Questão 76 – (IME) A solução formada a partir da dissolução de 88 g de ácido n-butanoico e 16 g de hidróxido de sódio em um volume de água suficiente para completar 1,00 L apresenta pH igual a 4,65. Determine qual será o novo pH da solução formada ao se adicionar mais 0,03 mols do hidróxido em questão. a) 7,00 b) 4,60 c) 4,65 d) 4,70 e) 9,35 Questão 77 – (IME) Calcule o pH de uma solução aquosa 0,5 molar de NH4CN. As constantes de ionização são KHCN = 7,0 x 10 -10 e KNH3 = 1,75 x 10-5. O produto iônico da água é Kw = 1,0 x 10 -14. Considere que, no equilíbrio, as concentrações dos íons [NH4 +] e [CN-] e são iguais. Questão 78 – (ITA) Na temperatura de 25°C e pressão igual a 1 atm, a concentração de H2S numa solução aquosa saturada é de aproximadamente 0,1 moI L–1. Nesta solução, são estabelecidos os equilíbrios representados pelas seguintes equações químicas balanceadas: H2S (aq) H+ (aq) + HS - (aq); KI (25°C) = 9,1 x 10 -8 HS- (aq) H+ (aq) + S 2- (aq); KII (25ºC) = 1,2 x 10 -15. Assinale a informação errada relativa a concentrações aproximadas (em mol L-1) das espécies presentes nesta solução. a) [H+]2 [S2-] 1 x 10-23. b) [S2-] 1 x 10-15. c) [H+] 1 x 10-7. d) [HS-] 1 x 10-4. e) [H2S] = 1 x 10 -1. Questão 79 – Calcule o pH de cada um dos seguintes tampões, preparados em um litro de solução: a) 0,10 mol de NH3 e 0,10 mol de NH4Cl b) 0,20 mol de HC2H3O2 e 0,40 NaC2H3O2. Questão 80 – Quantos gramas de NaC2H3O2 devem ser adicionados a 1,00 mol de HC2H3O2 a fim de preparar 1,00 litro de um tampão cujo pH seja igual a 5,15? Questão 81 – Qual deve ser a razão entre o NH3 e o NH4 + para se obter um tampão com pH = 10,0? Questão 82 – (IME) Considere o produto de solubilidade (Kps), a 25oC, das substâncias I, II e III: I. Ca(OH)2; Kps = 5,0 x 10 -6 II. Mg(OH)2; Kps = 5,6 x 10 -12 III. Zn(OH)2; Kps = 3,0 x 10 -17 Assinale a opção que contém a ordem correta da condutividade térmica elétrica, a temperatura de 25°C, de soluções aquosas não saturadas, de mesma concentração, dessas substâncias. a) I < II < III b) I = II = III c) II < I < III d) III < I < II e) III < II < I Questão 83 – (ITA) Juntando 1,0 litro de uma solução aquosa de HCl com pH = 1,0 a 10 litros de uma solução aquosa de HCl com pH = 6,0, qual das opções a seguir contém o valor do pH que mais se aproxima do pH de 11,0 litros da mistura obtida? a) pH ≈ 0,6 b) pH ≈ 1,0 c) pH ≈ 2,0 d) pH ≈ 3,5 e) pH ≈ 6,0 Questão 84 – (GRILLO) No laboratório há 0,25 mg de brometo de cálcio que se dissolvem em 550 mL de água a uma temperatura ambiente. Calcule o produto de solubilidade deste sal nesta temperatura. Questão 85 – (UFF) O Princípio do Produto de Solubilidade, estabelece que o valor do Kps de um eletrólito pouco solúvel é constante em temperatura fixa para a solução saturada do eletrólito e sabendo-se que a solubilidade do fluoreto de cálcio (CaF2) em água a 25oC é 1,7 x 10-3 g por 100 mL. Determine: a) a solubilidade molar do fluoreto de cálcio; b) o valor da constante do produto de solubilidade Kps do composto a 25oC. 5 Questão 86 - (UFF) Considere 100,0 mL de solução de ácido clorídrico que contém 1,25 g de HCl. Dados: Log 2 = 0,30; Log 3 = 0,48. Calcule: a) a concentração de H3O +; b) o pH da solução. Questão 87 - (UFF) Duas soluções A e B têm, respectivamente, pH = 2 e pH = 3. Assim sendo, a relação [H+]A /[H + ]B será: a) 2/3 b) 10 c) 3/2 d) 102 e) 10–2 Questão 88 - (ITA) Assinale a opção que apresenta um sal que, quando dissolvido em água, produz uma solução aquosa ácida. a) Na2CO3 b) CH3COONa c) CH3NH3Cl d) Mg(ClO4)2 e) NaF Questão 89 - (MONBUKAGAKUSHO) Which is the acid salt of which the aqueous solution basic? a) NaHSO3 b) Na2SO4 c) NaHCO3 d) Na2CO3 e) Mg(OH)2 f) Mg(OH)Cl Questão 90 - (MONBUKAGAKUSHO) Which is the aqueous solution of the compounds 1) to 5) is acid? a) K2CO3 b) KCl c) Na2SO4 d) NH4Cl e) NaHCO3 Questão 91 - (ENADE) Qual a solubilidade do carbonato de cálcio, em mol.L-1, presente em uma solução aquosa de cloreto de cálcio cuja concentração é de 0,2 mol.L-1? Dado: Kps do CaCO3 = 8,7 x 10 -9. a) 8,7 x 10-9 b) 8,7 x 10-8 c) 4,4 x 10-8 d) 1,8 x 10-9 e) 1,8 x 10-8 Questão 92 - (IME) Calcule o pOH de uma solução 0,100 mol.L-1 de um ácido monoprótico, sabendo que sua constante de acidez é 1,00 x 10-11. Questão 93 - (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) Dispõe-se de dois litros de solução aquosa de HCl de pH igual a 1,0. Que volume desta solução deve-se tomar para que, após a adição de quantidade suficiente de água, obtenha-se um litro de uma solução de pH igual a 2,0? Questão 93 – (ITA) Em relação aos equilíbrios: H2X(aq) ⇄ H + (aq) + HX - (aq) K1 HX-(aq) ⇄ H + (aq) + X - (aq) K2 Podemos dizer, em geral, que: a) K1 > K2 b) K1 < K2 c) K1 ≈ K2 d) K1 > 0; K2 < 0; e) K1 < 0; K2 > 0. Questão 94 – (ITA) Quantos mol de ácido acético (HAc) precisam ser adicionados a 1,0 litro de água pura para que a solução resultante, a 25°C, tenha o pHigual a 4,0? Sabe-se que nesta temperatura: HAc(aq) ⇄ H + (aq) + Ac - (aq); Kc = 1,8 x 10 -5. Deixe claro os cálculos efetuados, bem como eventuais hipóteses simplificadoras. Questão 95 – (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) Uma solução pode ser denominada solução tampão, quando contém concentrações aproximadamente iguais de um: a) Ácido forte e um sal b) Ácido e uma base forte c) Ácido e base fracos d) Ácido forte e sua base conjugada e) Ácido fraco e sua base conjugada Questão 96 – (ITA) Um cilindro de volume V contém as espécies A e B em equilíbrio químico representado pela seguinte equação: A(g) ⇄ 2 B(g) Inicialmente, os números de mols de A e de B são, respectivamente, iguais a nA1 e nB1. Realiza-se, então, uma expansão isotérmica do sistema até que o seu volume duplique (2V) de forma que os números de mols de A e de B passem a ser, respectivamente, nA2 e nB2. Demonstrando o seu raciocínio, apresente a expressão algébrica que relaciona o número final de mols de B (nB2) unicamente com nA1, nA2 e nB1. Questão 97 – (GRILLO) Seja a mistura gasosa em equilíbrio: A(g) ⇄ B(g) + C(g) em que as massas molares de cada gás são: MA = 100 g.mol-1, MB = 25 g.mol -1 e MC = 75 g.mol -1. O equilíbrio foi alcançado quando 1 mol de A(g) se decompôs em B(g) e C(g). Em 27°C e 1 atm, a densidade da mistura gasosa em equilíbrio é de 3,0 g.L-1. Determine o grau de dissociação de A(g) para que se atinja o equilíbrio. A constante universal dos gases é R = 0,08206 atm.L.mol- 1.K-1. Questão 98 – (IME) Foram colocados n1 mols de N2O4 num recipiente de volume constante a uma dada temperatura T. Ao se estabelecer o equilíbrio, segundo a equação: N2O4(g) ⇄ 2 NO2(g), 20% do N2O4 estavam dissociados. A adição de mais n2 mols de N2O4, a mesma temperatura, provocou uma variação na pressão total de equilíbrio de 2,14 atm, ficando o N2O4 apenas 10% dissociado Determine o valor da constante de equilíbrio para esta reação, na temperatura T. Gabarito: Kp = 0,114. Questão 99 – (ITA) Uma mistura gasosa é colocada para reagir dentro de um cilindro provido de um pistão móvel, sem atrito e sem massa, o qual é mantido a temperatura constante. As reações que ocorrem dentro do cilindro podem ser genericamente representadas pelas seguintes equações químicas: Reação I: A(g) + 2 B(g) ⇄ 3 C(g) Reação II: C(g) ⇄ C(l). O que ocorre com o valor das grandezas abaixo (Aumenta? Diminui? Não altera?), quando o volume do cilindro é duplicado? Justifique suas respostas. a) Quantidade, em mol, da espécie B; b) Quantidade, em mol, da espécie C líquida; c) Constante de equilíbrio da equação I; d) Razão [C]³/[B]². Questão 100 – Kp = 1,78 atm at 250,0 oC for the decomposition reaction PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g). Calculate the percentage of PCl5that dissociates if 0,0500 moles of PCl5 is placed in a closed vessel at 250,0oC and 2,00 atm pressure. 6 Questão 101 – (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA 2000 / NATIONAL GERMANY COMPETITION) Óxido de cálcio pode ser produzido industrialmente a partir do aquecimento de carbonato de cálcio a 900 – 1000 oC. a) Escreva a equação química para esta reação; A constante de equilíbrio para esta reação, K, é igual a 1,34 a 920oC; A reação é realizada em um recipiente com pressão constante de 1,00 x 105 Pa. b) Calcule a pressão parcial de CO2 no equilíbrio. Óxido de cálcio reage com água, produzindo hidróxido de cálcio. c) Escreva a equação química para esta reação; Hidróxido de cálcio parcialmente solúvel em água, com uma solubilidade igual a 1,26 g/L a 20oC. Quando dióxido de carbono é passado através de uma solução de hidróxido de cálcio observa-se a formação de um precipitado. d) Escreva as equações químicas para todas as reações envolvidas neste processo. Questão 102 – (OLIMPÍADA PORTUGUESA DE QUÍMICA) TPC... Três jovens químicos são chamados a ajudar um rei com muitos problemas... Por fim o rei exclamou: “Agora estou convencido da vossa sabedoria e vou confiar em vós para um problema realmente sério: ajudem-me a fazer este TPC (trabalho para casa) do meu filho”. Numa solução 0,10 mol/dm³ de HCN, a concentração de CN- é 7,0 x 10-6 mol/dm³, a 25oC. a) Escreva a equação que traduz a ionização do cianeto de hidrogênio. b) Escreva os pares ácido/base conjugados existentes na solução. c) Calcule a concentração das diferentes espécies no equilíbrio. d) Determine o pH da solução. QUESTÕES AVANÇADAS DE EQUILÍBRIO QUÍMICO Questão 01 – Um determinado processo de produção de sulfato é baseado na seguinte reação química: 2 MO(s) + 2SO2(g) + O2(g) ⇄ 2 MSO4(s). Sabe-se que Kp = (1,450 x 10 - 5)-1 para uma temperatura de 1625 K. Comente sobre as condições de produção de dissociação do sulfato a 1625 K, considerando que o processo está sendo levado a efeito com uma fração molar de SO2 igual a 0,40. Questão 02 – Amônia é produzida através do controle da temperatura e da pressão total do reator onde ocorre a seguinte reação química: N2(g) + 3H2(g) ⇄ 2 NH3(g) H o = -105185,80 J. Sabendo que a constante de equilíbrio da reação a 400°C e 200 atm é 1,60x10-6 e a reação tem início com o reator contendo um mol de N2 e três moles de H2, determine a temperatura que deve ser estabelecida para que o reator operando a 100 atm gere a mesma quantidade de NH3 obtida para as condições 400 oC e 200 atm. Questão 03 – A geração de PCl3 pode ser realizada num reator de 1,50 litros de capacidade mantido sob pressão controlada. A reação que viabiliza tal processo é a dissociação de PCl5 em PCl3(g) e Cl2(g). A variação de entalpia da reação e de 30,00 Kcal/mol. Baseando-se nestas condicionantes, pergunta-se: (i) Haverá algum efeito da pressão, temperatura ou massa de PCl5 sobre o rendimento do processo. Comente e justifique cada um deles. (ii) Caso um experimento seja realizado com 4,50 gramas de PCl5 com o reator mantido na temperatura de 277˚C e pressão total de 1,20 atm, qual será o percentual de conversão do PCl5, que nesta temperatura encontra-se na forma de gás. Questão 04 – Calcule a temperatura mínima para que ocorra a redução do óxido de manganês (MnO) por carbono sólido em um vácuo de 10-3 mmHg. Identifique em que proporções serão produzidos CO e CO2. MnO(s) ⇄ Mn(s) + ½ O2(g) ∆G o = 91950 – 17,40 x T C(s) + ½ O2(g) ⇄ CO(g) ∆G o = -26700 – 20,95 x T Questão 05 - A reação de dissociação de CO2 em CO e oxigênio (CO2(g) ⇄ CO(g) + ½ O2(g)) a 3000˚C e sob uma atmosfera de pressão apresenta uma constante de equilíbrio iguala a 0,0741. Pergunta-se: (i) Qual a pressão parcial de cada constituinte nas condições de equilíbrio à 3000°C? (ii) O que acontece com o sistema quando a pressão parcial de CO2 for mantida igual a 0,60 atm? (iii) Sabendo-se que nas condições de equilíbrio para pressão total de 1atm a conversão é de 40%, justifique o que acontecerá com este nível caso a pressão total seja aumentada para 10 atm. Questão 06 – O processo de produção de Z envolve a decomposição de um composto (XY) de massa molecular 92 g através da reação: XY(g) ⇄ 2 Z(g), ΔH>0. Sabendo-se que a decomposição é de 20% para T = 270C e 1atm de pressão, pergunta-se: (i) Qual a percentagem dissociada quando se aplica uma pressão total de 0,10 atm na mesma temperatura? (ii) Caso você disponha de um recipiente de 20 litros para decompor 69g de XY, qual a eficiência (% dissociada) do processo na temperatura de 270C? (iii) Você daria alguma sugestão para aumentar este rendimento ou ele é satisfatório? Justifique.
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