OK - Lista 07 - IME & ITA - Equilíbrio Químico e Iônico

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FÍSICO - QUÍMICA – IME & ITA – EQUILÍBRIO QUÍMICO E IÔNICO - PROF. GRILLO 
 
 
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EQUILÍBRIO QUÍMICO 
 
Questão 01 – (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. 
Solução: 
 
Situação inicial em equilíbrio: 
 
       
   
 
 
2
1
2
2
A
C
A A
n B
B nBv 1
A(g) 2B(g) k x constante
nAA nA v
v
 
Situação final em equilíbrio: 
 
        
  
2
2
2
2 2
2 2
C 2
2 2 2
nB
B nB nB2v 2v 1
K . .
nAA 4v nA nA 2v
2v
 
Como a temperatura se mantém constante as duas expressões de KC 
são iguais, e, portanto: 
 
2 2
1 2
1 2
n B n B1 1
. .
n A v n A 2v
 . 
2 2
1 2
1 2
n B n B
n A 2 n A
 
2
2 1 2
2
1
n B . 2 . n A
n B
n A
 
2
2 1
1
2 n A
n B n B .
n A
 
 
Questão 02 – (ATKINS) Calcule a variação percentual da constante 
de equilíbrio Kx da reação H2CO(g) ↔ CO(g) + H2(g), quando a 
pressão total passa de 1,0bar para 2,0bar, a temperatura constante. 
Resposta: 50%. 
 
Questão 03 – Demonstre que para o equilíbrio N2O4(g) ↔ 2 NO2(g), 
a constante Kp é dada por Kp = {4.α² / (1 - α²)}.pT. 
 
Questão 04 – (GRILLO) O pentacloreto de fósforo é obtido pela 
reação de tricloreto de fósforo e cloro segundo a seguinte equação: 
PCl3(g) + Cl2(g) ↔ PCl5(g). 
Sabe-se, por outro lado, que o pentacloreto de fósforo tende a 
dissociar-se nas respectivas matérias-primas, sendo a extensão dessa 
reação medida pelo grau de dissociação (α), definido como: 
 
α = (quantidade de mol dissociada) / (quantidade inicial de mol) 
 
Pede-se: 
a) O grau de dissociação do PCl5, a temperatura de 250oC e 
sob pressão de 1,0 atm, se a densidade da mistura gasosa no 
equilíbrio é de 2,695 g/L; Resposta: 0,80 (80%). 
b) A constante de equilíbrio (Kp) da reação de dissociação 
nessa temperatura; Resposta: 1,78. 
c) A pressão total do sistema gasoso a 250oC para um grau de 
dissociação de 30%; Resposta: 18 atm. 
d) A produção máxima de PCl5, em gramas, quando, a 250oC e 
sob 1,0 atm, o reator é alimentado com uma mistura de 1,0 
mol de PCl3 e 1,0 mol de Cl2. Resposta: 43,75 gramas. 
Questão 05 – (IME) Que pode influir na constante de equilíbrio de 
uma reação química? 
Gabarito: Um dos poucos parâmetros que pode influenciar 
diretamente na constante de equilíbrio de um meio reacional é a 
temperatura. Esse processo é representado pela seguinte equação – 
Equação de Van´t Hoff: ln(K2/K1) = - ΔHo.{1/T2 – 1/T1}. 
 
Questão 06 – (SIMULADO) No interior de um recipiente, 
indeformável, temos uma mistura de SO2(g) e O2(g), exercendo uma 
pressão total de 1,5 atm, em quantidades estequiométricas para a 
reação de obtenção do SO3(g). Sabendo que, a uma dada temperatura, 
quando o equilíbrio é estabelecido 80% de SO2 se transformou, 
determine o valor de Kp. 
 
Questão 07 – (IME) Uma amostra de IBr de massa 8,28 gramas é 
aquecida a 227oC em um recipiente de 0,25 litros decompondo-se 
parcialmente em iodo e bromo. Sabendo-se que ao atingir o 
equilíbrio, em fase gasosa, a pressão parcial do bromo é de 3,08 
atmosferas, calcule o valor da constante de equilíbrio. Resposta: 
59,26. 
 
Questão 08 - (ITA) Num recipiente de volume constante igual a 1,00 
litro, inicialmente evacuado, foi introduzido 1,00 mol de pentacloreto 
de fósforo gasoso e puro. O recipiente foi mantido a 250oC e no 
equilíbrio final foi verificada a existência de 0,47 mols de gás cloro. 
Qual das opções a seguir contém o valor aproximado da constante 
(Kc) do equilíbrio estabelecido dentro do cilindro e representado pela 
seguinte equação química: PCl5(g) → PCl3(g) + Cl2(g). 
a) 0,179 
b) 0,22 
c) 0,42 
d) 2,38 
e) 4,52 
 
Questão 09 – (IME) A constante de equilíbrio do processo: A(s) + 
2B(g) ↔ 2C(g). Tem um valor numérico igual a 0,64. Que 
concentração de "C" estará em equilíbrio com 0,1 mol/L de "A" e 0,5 
mol/L de "B"? 
Gabarito: 
K = [C]²/[B]² = 0,64. 
[C]1/2 = (0,64 x 0,25) = 0,40 mol/L. 
 
Questão 10 – (IME) O equilíbrio químico é estático? Por quê? 
Gabarito: Não, porque as reações continuam se processando, nos 
sentidos direto e inverso, embora com a mesma velocidade. 
 
Questão 11 – (IME) A reação de desidrogenação do etano a eteno, 
conduzida a 1060K, tem contante 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. 
 
 
 2 
Questão 12 – (ITA) Dentro de um forno, mantido numa temperatura 
constante, temos um recipiente contendo 0,50 moles de Ag(s), 0,20 
moles de Ag2O(s) e oxigênio gasoso exercendo uma pressão de 0,20 
atm. As três substâncias estão em equilíbrio químico. Caso a 
quantidade de Ag2O(s) dentro do recipiente, na mesma temperatura, 
fosse 0,40 moles, a pressão, em atmosferas, do oxigênio no equilíbrio 
seria: 
a) 0,10 
b) 0,20 
c) 0,40 
d) (0,20)1/2 
e) 0,80 
Gabarito: A quantidade de não influencia em nada na quantidade de 
oxigênio, pois o primeiro se tratando de um sólido, não é incluso na 
equação da constante de equilíbrio a pressão constante (Kp). Logo, a 
pressão parcial de oxigênio ficará a mesma, ou seja, 0,20 moles. 
 
Questão 13 - (ITA) Qual das opções a seguir contém a afirmação correta 
a respeito de uma reação química representada pela equação: 1 A(aq) + 2 
B(aq) = 1 C(aq) Kc (25oC) 1,0 ΔH > zero. 
a) O valor de Kc independe da temperatura; 
b) Mantendo-se a temperatura constante (25oC) Kc terá valor 
igual a 1,0 independentemente da concentração de A e/ou 
de B; 
c) Como o valor da constante de equilíbrio não é muito 
grande, a velocidade da reação nos dois sentidos não pode 
ser muito grande; 
d) Mantendo-se a temperatura constante (25oC) a adição de 
água ao sistema reagente não desloca o ponto de equilíbrio 
da reação; 
e) Mantendo-se a temperatura constante (25oC) o ponto de 
equilíbrio da reação não é deslocadopela duplicação da 
concentração de B. 
 
Questão 14 - A constante de equilíbrio Kp a 1000 K para o equilíbrio 
CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) é igual a 4,02 x 10-2, para a pressão 
expressa em atmosferas. 0,500 gramas de carbonato de cálcio foram 
colocados em um recipiente fechado, com 5,00 litros de capacidade, e 
a temperatura foi elevada até 1000 K. Determine a percentagem em 
massa de carbonato de cálcio que será decomposta. Gabarito: 50%. 
 
Questão 15 - (IME - MODIFICADA) A reação dada pela equação 
abaixo: CH3COOH + C2H5OH ↔ CH3COOCH5 + H2O tem constante 
de equilíbrio (Kc) igual a 4,00 a temperatura de 100oC. Calcule as 
concentrações de equilíbrio em mol por litro de cada componente, 
partindo da condição inicial de 120,0 gramas de ácido acético e de 
92,0 gramas de etanol, a um volume V do sistema. Gabarito: [ácido] 
= álcool] = 4/3v e [éster] = [água] = 2/3.v. 
 
Questão 16 - (IME) Num recipiente fechado, mantido a temperatura 
constante de 700K, foram introduzidos 0,450 mol de dióxido de 
carbono e 0,450 mol de hidrogênio. Após certo tempo, estabeleceu-se 
o equilíbrio, aparecendo como espécies novas, monóxido de carbono 
e vapor d´água. Foram então, adicionados 0,500 mol de uma mistura 
equimolecular dos reagentes. Calcule a nova composição de 
equilíbrio, sabendo-se que nestas condições Kc é 0,160. Gabarito: 
[CO2] = [H2] = 0,50 mol; [CO] = [H2O] = 0,20 mol. 
 
Questão 17 - (IME) Um mol de ácido acético é adicionado a um mol 
de álcool etílico. Estabelecido o equilíbrio, 50% do ácido é 
esterificado. Calcule o número de mols de éster quandoum novo 
equilíbrio for alcançado, após a adição de 44 g de acetato de etila. 
Gabarito: 0,90 mols. 
 
Questão 18 - (ITA) As opções a seguir se referem a equilíbrios 
químicos que foram estabelecidos dentro de cilindros providos de 
êmbolo. Se o volume interno em cada cilindro for reduzido à metade, 
a temperatura permanecendo constante, em qual das opções a seguir o 
ponto de equilíbrio será alterado? 
a) H2(g) + l2(g) → 2HI(g) 
b) CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) 
c) PbS(s) + O2(g) → Pb(s) + SO2(g) 
d) CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) 
e) Fe2O3(s) + 3CO(g) → 2Fe(s) + 3CO2(g) 
Gabarito: Observa-se que a única equação química que não será 
alterada, é a reação b. Isto se deve ao fato de que esta reação é a única 
em que o número de moles de gás não encontra-se equilibrada, o que 
nas demais isto não ocorre. 
a) 2 moles de gás nos reagentes e também 2 moles de gás nos 
produtos; 
b) 0 moles de gás nos reagentes e 1 mol de gás nos 
produtos; 
c) 1 mol de gás nos reagentes e no produto; 
d) 3 moles de gás nos reagentes e nos produtos; 
e) 3 moles de gás nos reagentes e nos produtos. 
 
Questão 19 - (ITA) Em cinco copos marcados a, b, c, d e e existem 
concentrações iniciais das substâncias X, Y e XY, conforme as 
alternativas a seguir. Sabe-se que entre essas substâncias pode-se 
estabelecer o equilíbrio X (aq) + Y (aq) = XY (aq), com Kc = 4,0, 
onde Kc, é a respectiva constante de equilíbrio a 25oC. Em qual dos 
copos, todos a 25oC, podemos esperar que a concentração inicial de 
XY vá diminuir? 
 
X (mol/L) Y (mol/L) XY (mol/L) 
a) 1,0 1,0 1,0 
b) 4,0 4,0 10,0 
c) 4,0 4,0 1,0 
d) 2,0 1,0 4,0 
e) 1,0 0,50 4,0 
 
Questão 20 - A constante de equilíbrio Kp a 1000 K para o equilíbrio 
CaCO3(s) = CaO(s) + CO2(g) é igual a 4,02 x 10-2, para a pressão 
expressa em atmosferas. 0,500 gramas de carbonato de cálcio foram 
colocados em um recipiente fechado, com 5,00 litros de capacidade, e 
a temperatura foi elevada até 1000 K. Determine a percentagem em 
massa de carbonato de cálcio que será decomposta. 
 
Questão 21 – Kp = 1,78 atm at 250,0 oC for the decomposition 
reaction PCl5 = PCl3 (g) + Cl2(g). Calculate the percentage of PCl5that 
dissociates if 0,0500 moles of PCl5 is placed in a closed vessel at 
250,0 oC and 2,00 atm pressure. Resposta: α = 0,040. 
 
Questão 22 – Para a reação SO2(g) + Cl2(g) ↔ SO2Cl2(g), a uma 
temperatura particular, kc = 55,5. Se 1,0 mol de SO2(g) e 1,0 mol de 
Cl2(g) são colocados em um recipiente de 10,0 litros, qual será a 
concentração de SO2Cl2(g) ao se atingir o estado de equilíbrio? 
Resposta: A concentração sera de 0,066 molar. 
 
Questão 23 - (IME) A reação dada pela equação abaixo: CH3COOH 
+ C2H5OH ↔ CH3COOCH5 + H2O tem constante de equilíbrio (Kc) 
igual a 4,00 a temperatura de 100oC. Calcule as concentrações de 
equilíbrio em mol por litro de cada componente, partindo da condição 
inicial de 120,0 gramas de ácido acético e de 92,0 gramas de etanol. 
 
Questão 24 – (IME) A equação a seguir é representativa da reação de 
formação da amônia: 1/2 N2(g) + 3/2 H2 (g) ↔ NH3(g). Deduza uma 
expressão para a constante de equilíbrio, Kp, desta reação, em função 
da pressão total da mistura reacional, PT, e da pressão parcial da 
amônia, PNH3, considerando que os reagentes estão em quantidades 
estequiométricas. Gabarito: Kp = {16.(3)1/2. PNH3} / [9. (PT – PNH3)2]. 
 
Questão 25 – (ATKINS) Calcule a variação percentual da constante 
de equilíbrio da reação CH3OH(g) + NOCl(g) ↔ HCl(g) + 
CH3NO2(g), quando a pressão passa de 1,0 bar para 2,0 bar, a 
temperatura constante. 
 
 
 3 
Questão 26 – (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 27 – (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 28 – (ITA – 1990/1991) Num copo se estabelece o seguinte 
equilíbrio heterogêneo: Ag+(aq) + Cl-(aq) ↔ AgCl(c). Com relação a 
possibilidade de se deslocar este equilíbrio para a direita, mantendo a 
temperatura constante, são feitas as seguintes sugestões: 
I. Acrescentar um pouco de AgCl(c) 
II. Retirar uma parte do AgCl(c) 
III. Acrescentar um pouco de NaCl(c) 
IV. Acrescentar água 
V. Evaporar água 
Das sugestões acima irá(irão) deslocar, efetivamente, o equilíbrio no 
sentido desejado apenas: 
a) III 
b) I e IV 
c) II e III 
d) III e V 
e) II, III e V 
 
Questão 29 – (IME – 1963/1964) Dados os compostos: 
1) Sulfato de amônio 
2) Cloreto de sódio 
3) Carbonato de sódio 
4) Cloreto de amônio 
5) Acetato de sódio 
6) Trietanolamina 
7) Butanodioldióico 
8) Trietilamina 
9) Etanol 
10) Formiato de potássio 
Classifique-os num dos itens abaixo: 
a) Solução aquosa ácida 
b) Solução aquosa básica 
c) Solução aquosa neutra 
Resposta: a) 1,4,7; b) 3,5,6,8,10; c) 2,9. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EQUILÍBRIO QUÍMICO TERMODINÂMICO 
 
Questão 01 – (IFRJ) Considere a seguinte reação de decomposição 
do pentóxido de dinitrogênio a uma temperatura T, bem como a 
tabela de dados termodinâmicos das substâncias envolvidas na 
respectiva reação: 
 
2 N2O5(g) ↔ 4 NO2(g) + O2(g). 
 
Tabela 1. Calor padrão de formação e entropia molar padrão a pressão 
de 1,0 bar e temperatura de 298K. 
Substâncias 
 
ΔHformação 
(kJ.mol-1) 
 
ΔS (J.K-1.mol-1) 
N2O5(g) 11,0 356,0 
NO2(g) 33,1 240 
O2(g) 0 205,1 
 
Dados: Constante dos gases ideais: 0,08206 atm.L/mol.K = 8,314 
J/mol.K. 
a) Ao adicionar-se 0,430 mol de N2O5(g), na temperatura T, 
em um frasco de 5,0 litros, a concentração de equilíbrio 
obtida para o NO2(g) é de 0,168 mol/L. Determine a 
constante de equilíbrio da reação na temperatura 
considerada. 
b) Calcule a constante de equilíbrio da reação a temperatura de 
298 K e preveja, com justificativa, se a temperatura T, em 
que a reação do item A se processa, é maior ou menor que 
298 K. Para essa reação na temperatura T, considere Kp = 
1,80 x 104 Kc. 
c) Discuta de que forma a pressão afeta a decomposição do 
pentóxido de dinitrogênio. 
 
Questão 02 – (IFRJ) Um mol de um gás ideal monoatômico, com 
capacidade calorífica molar a volume constante iguala a (3R/2), 
realiza o ciclo reversível, representado na figura abaixo. 
 
 
 
Para esse processo, sabendo que durante a transformação C são 
liberados 20,0 kJ sob a forma de calor, determine: 
a) A temperatura em cada um dos estados (1, 2 e 3) do ciclo; 
b) Q, W, ΔU e ΔH para cada transformação (A, B e C) do 
ciclo; 
c) Q, W, ΔU e ΔH para o ciclo completo. 
Dados: Constante dos gases ideais: 0,08206 atm.L/mol.K = 8,314 
J/mol.K; 1 atm = 101,325 kPa; 1 m³ = 1000 litros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 4 
Questão 03 – (IFRJ) Uma massa de 1,37 gramas de amônia no 
estado gasosos, está confinada em um recipiente de volume 
correspondente a 5,00 litros e a temperatura de 100oC. Então: 
a) Comprove que, nessas condições, o gás se comporta 
idealmente. Dados: Constante de Vander Waals para o NH3: 
a = 4,169 atm.L².mol² e b = 3,710 x 10-2 L.mol-1. 
Esse gássofre o seguinte processo em duas etapas: 
Etapa 1: Expansão isotérmica até 20,0 litros; 
Etapa 2: Compressão isobárica até atingir a temperatura de 
10,0oC. 
Para esse processo, determine a variação de 
b) Energia interna do gás; 
c) Entalpia; 
d) Entropia. 
Dados: Cp = 29,75 + 2,51 x 10-2T – (1,55 x 105/T²) J.mol-1.K-1. 
 
Questão 04 – (OLIMPÍADA NORTE AMERICANA – 1999) The 
first step in the production of high purity silicon for semiconductors is 
represented by this equation. 
SiO2(s) + 2C(s) → Si(s) + 2CO(g) ΔHo = +689.9 kJ 
a) Calculate ΔHfo for SiO2. Given: ΔHfo for CO = –110.5 
kJ·mol–1. Resposta: ΔHfo = -910,6 kJ. 
b) Find ΔSrxn for the production of pure silicon. Given: So for 
C = 5.70 J·K–1·mol–1, for CO is 197.6 J·K–1·mol–1, for Si = 
18.8 J·K–1·mol–1, and for SiO2 = 41.8 J·K–1·mol–1; 
Resposta: ΔH = 360,8 J/K.mol. 
c) Determine ΔGo for the reaction at 25 °C; Resposta: 5,82 x 
105 J/mol. 
d) Find the minimum temperature in °C at which this reaction 
is spontaneous. Assume that ΔHo and ΔSo do not vary with 
temperature. Resposta: 1912,14 K. 
 
Questão 05 – Um mol de gás ideal (Cp = 5/2 R) é submetido a 
transformações reversíveis partindo do mesmo estado inicial a 200 K 
e 2 atm. Calcule o calor envolvido em cada situação: 
a) Expansão isobárica, até a temperatura de 320 K; 
b) Expansão isotérmica, até o volume quadruplicar. 
Dados: 
 Constante dos gases idéias: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1 = 
8,30 J.mol-1.K-1. 
 1 atm = 105 Pa; 
 ln 2 = 0,70. 
 
Questão 06 – (IFRJ) Uma amostra de 10,0 gramas de cromo é 
aquecida através de um processo isobárico, passando da temperatura 
de 20oC para 210oC. Considere estes dados: calor específico do 
cromo representado, aproximadamente, pela equação c = 5,20 + 2,20 
x 10-3.T - 0,40.105/T² em cal.g-1.K-1 e observe as equações para 
calcular. 
 
 
 
a) O calor e o trabalho durante o aquecimento do cromo; 
b) As variações de energia interna e de entalpia; 
c) A variação de entropia que acompanha o processo. 
 
 
 
Questão 07 – Em um recipiente de 20 litros, mantém-se uma mistura 
dos gases SO2, SO3 e O2 a uma temperatura cuja constante de 
equilíbrio (Kc) tem o valor de 280. 
 
a) Escreva a equação que representa a reação química em 
equilíbrio; 
 
b) Escreva as expressões para as constantes de equilíbrio Kc e 
Kp; 
 
c) Se, nas condições até agora apresentadas (v = 20 Litros, Kc = 280 e 
T = 7270C), existem no recipiente as seguintes quantidades: 50 mols 
de SO2, 150 mols de SO3 e 75 mols de O2, verifique se a mistura se 
encontra em equilíbrio. Justifique sua resposta; 
 
d) Caso as condições do item anterior (item c) mostrem que os gases 
na reação não estão em equilíbrio, que variações se devem introduzir 
nas quantidades das substâncias da reação para que se estabeleça o 
equilíbrio? 
 
e) Sabendo que a reação solicitada no item a é exotérmica, explique 
que alterações sofrerá o equilíbrio químico se: 
I. a temperatura do sistema for diminuída. 
II. o volume do recipiente for aumentado. 
III. O2 for adicionado ao sistema. 
IV. ocorrer uma redução da pressão. 
 
Questão 08 – Hidrogênio gasoso pode ser produzido a partir da 
reação entre carvão e vapor d'água, como mostra a reação: C(s) + 
H2O(g) → CO(g) + H2(g). 
a) Calcule o ∆G0 para esta reação a 25°C. 
b) Calcule o Kp para esta reação a 25°C. 
c) Esta reação ocorre espontaneamente sob estas condições? 
Se não, a que temperatura ela se tornará espontânea? 
 
Dados (valores aproximados): 
 Constante dos gases Ideais = 8,314 J/K.mol. 
 
 H2O(g) → ∆H0f = -241,8 kJ/mol, ∆S0f = +188,8 J/K.mol e 
∆G0f = -228,6 kJ/mol (298,15K). 
 
 CO(g) → ∆H0f = -110,5 kJ/mol, ∆S0f = +197,7 J/K.mol e 
∆G0f = -137,2 kJ/mol (298,15K). 
 
 H2(g) → ∆H0f = 0 kJ/mol, ∆S0f = +130,684 J/K.mol e ∆G0f 
= 0 kJ/mol (298,15K). 
 
 C(s) → ∆H0f = 0 kJ/mol, ∆S0f = +5,740 J/K.mol e ∆G0f = 0 
kJ/mol (298,15K). 
 
Questão 09 – (IME - 2013) O tetracloreto de carbono é um composto 
orgânico apolar, líquido à temperatura ambiente. Dentre outras 
aplicações, foi amplamente utilizado no século passado como 
solvente, como pesticida e na síntese de agentes refrigerantes. Seu 
emprego comercial, entretanto, foi progressivamente reduzido quando 
se tornaram evidentes os seus efeitos nocivos à saúde humana e ao 
meio ambiente. Estudos constataram que a inalação é a principal via 
de exposição ao tetracloreto de carbono para trabalhadores e para a 
população em geral em razão de sua pressão de vapor relativamente 
elevada e de sua lenta degradação no ambiente. Supondo que as 
energias livres padrão de formação (ΔGof) do tetracloreto de carbono, 
nos estados líquido e vapor a 25 ºC, sejam -68,6 kJ/mol e -64,0 
kJ/mol respectivamente, determine a sua pressão de vapor, à mesma 
temperatura, em função da constante e (número de Neper). 
 
 
 
 
 
 5 
Questão 10 – (IME - 2013) 1,00 kg de carbonato de cálcio, na 
temperatura de 298 K, é introduzido em um forno que opera a 101 
kPa. O forno é então aquecido até a temperatura Tc na qual ocorrerá a 
calcinação do carbonato de cálcio. Sabendo-se que o módulo da 
variação da energia livre de Gibbs da reação de calcinação à 
temperatura Tc é igual a 10,7 kJ/mol, determine a temperatura de 
calcinação Tc e a quantidade de calor necessária à completa 
calcinação do carbonato. Despreze os efeitos de mistura e considere 
que, para o sistema reacional, aplicam-se as seguintes equações: 
 
 
 
Questão 11 – (IME - 2008) Considere a proposta de um processo 
para a obtenção da cementita, esquematizada abaixo. 
 
Sabe-se que a energia livre de Gibbs molar está relacionada 
diretamente com a constante de equilíbrio de uma reação química, 
conforme a seguinte equação termodinâmica: ∆Greação = - RT lnKp 
Determine as frações molares na fase gasosa, na situação de 
equilíbrio, e avalie se o processo é viável. 
 
Questão 12 – (IME-1993) Calcule o valor da variação da energia 
livre, a 25oC, para a reação a seguir: 2 Na2O2(s) + 2 H2O (l) → 4 
NaOH (s) + O2(g). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EQUILÍBRIO IÔNICO 
 
Questão 01 – (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 – 1000oC. 
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-1 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 02 – (OLIMPÍADA PORTUGUESA DE QUÍMICA 
2002) 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.dm-³ de HCN, a concentração de CN- é 7,0 x 
10-6 mol.dm-³, 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. 
 
Questão 03 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) De quantas vezes 
ficou diminuídoo 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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- Kb = 1,80 x 10-5 
 
Questão 06 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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- Kb = 1,80 x 10-5 
 
Questão 07 – (MESTRE NELSON SANTOS) Determine o pH e o 
pOH 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 
 
 
 
 
 
 6 
Questão 08 – (MESTRE NELSON SANTOS) Que volume, em 
mililitros, de uma solução aquosa de NH3 6,00 mol.L-1 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) Formar-se-á ou não 
um precipitado de cloreto de chumbo (PbCl2) ao se misturarem 
volumes iguais de soluções 0,10 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 molaridade de sua solução 
saturada. (Desprezar a hidrólise do íon fosfato). 
 
Questão 22 – (MESTRE NELSON SANTOS) Se o produto de 
solubilidade do fosfato de cálcio é A, expressar em termos de A a 
molaridade de sua solução saturada. (Desprezar a hidrólise do íon 
fosfato). 
 
Questão 23 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) A uma certa 
temperatura, o produto de solubilidade do sulfato de chumbo é 1,10 x 
10-8 mol.L-1 e as constantes de equilíbrio das três seguintes reações 
são: 
 PbSO4(s) + 2 I- (aq) ↔ PbI2(s) + SO4-2(aq) 
K1 = 4,60 x 10-1. 
 PbI2(s) + CrO4-2 (aq) ↔ PbCrO4(s) + 2 I-(aq) 
K2 = 4,30 x 1012. 
 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. 
 
Questão 25 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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. 
 Ba(IO3)2 (s) + 2F- (aq) ↔ BaF2(s) + SO4-2(aq) 
K1 = 4,60 x 10-1. 
 BaCrO4(s) + SO4-2 (aq) ↔ BaSO4(s) + CrO4-2(aq) 
K2 = 2,73. 
 BaF2(s) + SO4-2(aq) ↔ BaSO4(s) + 2F-(aq) 
K3 = 1,55 x 104. 
 
Questão 26 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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 – (MESTRE NELSON SANTOS) 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. 
 
 
 
 7 
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 10–7mol.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) 25,0 
d) 31,0 
e) 35,0 
 
Questão 32 – (IME) Mistura-se 500 cm³ de uma solução de AgNO3, 
0,01 mol.L-1, 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 e 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-1? 
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 (mol.L-1)2. 
Gabarito: S = 1,34 x 10-5 mol.L-1. 
 
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. Gabarito: S = 
(4,60 x 10-24/4)1/3 mol. 
 
Questão 36 – (MESTRE NELSON CAMPOS) 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 Mn(OH)2? Resposta: 66 
miligramas. 
 
Questão 37 – (IME – 1980/1981) 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. Resposta: pOH = 8. 
 
Questão 38 – (IME – 1990/1991) Em 1,0 litro de uma solução 
aquosa não tamponada, a 25oC, ocorre uma reação química que 
produz ânion OH-. Sabendo-se que ao se iniciar a reação, a solução 
tinha pH igual a 6, após a produção de 10-3 mol de OH-, o pH da 
solução será: 
a) 3 
b) 6 
c) 7 
d) 9 
e) 11 
 
Questão 39 – (IME – 1978/1979) Juntam-se 90 mL de solução 0,10 
mol.L-1 de hidróxido de amônio com 10 mL de solução 0,10 mol.L-1 
de ácido clorídrico. Determinar o pH da solução obtida (expressão 
logarítmica). Dados: constante de basicidade do amoníaco em água: 
Kb = 1,80 x 10-3. Resposta: pH = 10 + log(1,44). 
Questão 40 – (IME – 1980/1981) Sabe-se que a dissociação do ácido 
sulfúrico se dá nas seguintes etapas: 
H2SO4 ↔ H+(aq) + HSO4- (aq). (1) KC1 = muito grande. 
HSO4-(aq) ↔ H+(aq) + SO4-2 (aq) (2) Kc2 = 1,10 x 10-2. 
Determine o grau de dissociação deste ácido numa solução 1,00 x 10-3 
mol.L-1. Resposta: α1 = 100% e α2 = 85,50%. 
 
Questão 41 – (IME – 1995/1996) A constante de ionização de um 
ácido monocarboxílico de massa molecular 60 é 4,0 x 10-5. 
Dissolvem-se 6,0 gramas desse ácido em água até completar um litro 
de solução. Determine: 
a) A concentração de H+; 
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 mesmo 
pH, do ácido monocarboxílico e de HCl. 
Resposta: a) 2,0 x 10-3; b) 2,70; c) 0,10; d) ambas requereriam 
mesmo volume de base para total neutralização. 
 
Questão 42 – (IME – 1989/1990) Supondo que a temperatura seja 
25oC e que as soluções tenham comportamento ideal, com que 
solutos, facilmente disponíveis, e com que concentrações, respectivas, 
podemos obter: 
a) uma solução cujo pH seja igual a -0,50 (negativo)? 
b) uma solução cujo pH seja igual a + 14,50? 
 
Resposta: [HCl] = 3,16 mol.L-1; b) [NaOH] = 3,16 mol.L-1. 
 
Questão 43 – (IME – 2003/2004) Calcule a concentração de uma 
solução aquosa de ácido acético cujo pH é 3,00 sabendo que a 
constante de dissociação do ácido é .10x75,1 5