EXERCÍCIOS_ Química Analítica Clássica II

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO - INSTITUTO DE QUÍMICA
DISCIPLINA: Química Analítica Clássica II
EXERCÍCIOS FORMULADOS E RESOLVIDOS SOBRE CADA AULA
AULA 1 (30/11/2020): Equilíbrio de formação de complexos
1) O galinho do tempo é um molde de plástico revestido com uma película de um tecido
sintético, onde é injetada solução de cloreto de cobalto, um composto azul bastante
higroscópico. Dessa forma, a coloração do galinho indica como está o tempo: cor rosa
quando o tempo está frio; e, cor azul quando o tempo está quente. Explique de que
forma ocorre a mudança de cor do galo, descrevendo a relação com o tempo.
RESPOSTA: O cloreto de cobalto é um composto que pode absorver muita água quando
exposto a um ambiente úmido. Se o tempo estiver úmido, ocorre uma reação de complexação
formando o cloreto de cobalto hexahidratado, que possui uma coloração rosa. Assim, se o
tempo estiver seco, há uma desidratação e o galo fica azul.
A variação da temperatura também afeta a alteração da cor, de modo que quando o tempo
está quente, o complexo é desidratado e o galo fica azul, enquanto quando o tempo está frio,
a cor muda para rosa. A reação que envolve esta situação é:
[𝐶𝑜𝐶𝑙
4
]2− 𝑎𝑞( ) + 6𝐻
2
𝑂 𝑙( ) ⇆ [𝐶𝑜(𝐻
2
𝑂)
6
]2+ 𝑎𝑞( ) + 4𝐶𝑙− (𝑎𝑞) 
2) De que forma a diminuição de pH afeta o equilíbrio de complexação de um metal M e
ligante EDTA (H4Y), que forma o complexo [MY]?
a) Favorece a complexação ao aumentar a concentração da forma desprotonada (Y4-).
b) Desfavorece a complexação ao aumentar a concentração da forma desprotonada (Y4-).
c) Favorece a complexação ao diminuir a concentração da forma desprotonada (Y4-).
d) Desfavorece a complexação ao diminuir a concentração da forma desprotonada (Y4-).
e) O abaixamento de pH não afeta o equilíbrio.
RESPOSTA: d) desfavorece a complexação ao diminuir a concentração da forma
desprotonada (Y4-). Porque ao diminuir o pH, ou seja, tornando o meio mais ácido, o
equilíbrio do EDTA desloca-se no sentido do H4Y, consequentemente diminuindo a
concentração de sua forma desprotonada, o que dificulta a complexação, visto que o Y4- é o
ligante.
𝐻
4
𝑌 ⇆4𝐻+ + 𝑌4−
𝑀 + 𝑌4− ⇆[𝑀𝑌]
AULA 2 (07/12/2020): Volumetria por complexação
1) Explique como a natureza do ligante influencia o processo de complexação e por que os
ligantes multidentados são mais vantajosos do que os monodentados.
RESPOSTA: Os ligantes monodentados tendem a formar complexos com mais de uma
etapa, formando duas ou mais espécies intermediárias, enquanto que os ligantes
multidentados tendem a formar complexos com apenas uma etapa. Este é um dos motivos
para os ligantes multidentados serem melhores do que os monodentados. A outra vantagem
que os ligantes multidentados, principalmente os tetra ou hexadentados, apresentam como
titulantes sobre os ligantes monodentados é a reação mais completa com os cátions, o que
produz pontos finais mais nítidos.
2) É INCORRETO afirmar que:
a) a titulação de retorno é utilizada quando a titulação direta é lenta.
b) a titulação de deslocamento é usada quando não há indicador satisfatório para o íon que
deseja-se determinar.
c) a constante de estabilidade condicional sofre influencia do pH.
d) a estabilidade do complexo metal-indicador não necessariamente deve ser menor que a
estabilidade do complexo metal-EDTA para que a titulação ocorra.
e) o íon cianeto é um bom agente mascarante na determinação de alcalinos terrosos, como
o cálcio, na presença de alguns metais, como cobre, zinco e níquel.
RESPOSTA:
f) a estabilidade do complexo metal-indicador não necessariamente deve ser menor que a
estabilidade do complexo metal-EDTA para que a titulação ocorra.
Está incorreta, visto que a estabilidade do complexo metal-indicador
NECESSARIAMENTE deve ser menor do que a estabilidade do complexo metal-EDTA,
para que ele possa liberar o íon metálico pata o EDTA. Se não for menor, o metal não se
dissocia do indicador, ou seja, o metal bloqueia o indicador.
AULA 3 (14/12/2020): Equilíbrio de oxidação-redução
1) Considerando as semirreações abaixo:
Eº= +0, 339 V𝐶𝑢2+ + 2𝑒− ⇆ 𝐶𝑢0 
Eº= -0, 402 V𝐶𝑑2+ + 2𝑒− ⇆ 𝐶𝑑0 
a) Escreva a reação global deste processo eletroquímico, indicando em qual eletrodo
cada semirreação ocorre (catodo ou anodo).
b) Calcule o potencial padrão da célula (∆E°) e a constante de equilíbrio (Keq).
c) Com os resultados obtidos, diga se o processo é espontâneo ou não e se a célula é
galvânica ou eletrolítica.
RESPOSTA:
a) Eº= +0, 339 V (Catodo)𝐶𝑢2+ + 2𝑒− ⇆ 𝐶𝑢0 
Eº= +0, 402 V (Anodo) 𝐶𝑑0 ⇆ 𝐶𝑑2+ + 2𝑒−
→ Reação global𝐶𝑢2+ + 𝐶𝑑0 ⇆ 𝐶𝑢0 + 𝐶𝑑2+
b) Potencial padrão da célula: ∆E°= (+0, 339) + (+0, 402) → ∆E°= 0, 741 V
Constante de equilíbrio: → → Keq = 1,17 x 1050𝐾𝑒𝑞 = 10
𝑛1×𝑛2( )∆𝐸º
𝑐𝑒𝑙
0,0592 𝐾
𝑒𝑞
= 10
2×2( )0,741
0,0592
c) Como ∆E° é positivo, ∆Gº é negativo, visto que: , isto significa que o∆𝐺º = − 𝑛𝐹𝐸º
processo é espontâneo, e, consequentemente, a célula é galvânica.
2) Considere as afirmações abaixo:
I. O agente oxidante sofre a redução, enquanto o agente redutor sofre a oxidação.
II. O agente oxidante sofre a oxidação, enquanto o agente redutor sofre a redução.
III. Na célula galvânica, o processo é espontâneo, enquanto na célula eletrolítica
precisa-se de uma fonte externa de energia e o processo não é espontâneo.
IV. O potencial padrão de eletrodo independe das quantidades de matéria dos
reagentes e produtos.
V. Uma célula com um potencial negativo indica que o processo é espontâneo.
VI. Quando a energia livre de Gibbs (∆G) é menor do que zero, a reação ocorre
espontaneamente.
Assinale a alternativa que contém somente afirmações verdadeiras:
a) Apenas I, III e VI estão corretas.
b) Apenas II, IV, V, VI estão corretas.
c) Apenas I, IV, V estão corretas.
d) Apenas II, III, IV, VI estão corretas.
e) Apenas I, III, IV, VI estão corretas.
RESPOSTA: Alternativa (e) Apenas I, III, IV, VI estão corretas.
A II está errada, porque o agente oxidante é receptor de elétrons, logo sofre a redução,
enquanto o agente redutor é doador de elétrons, e, portanto, sofre a oxidação.
A V também está errada, visto que para a reação ser espontânea o ∆Gº precisa ser
negativo, e para isso acontecer o potencial da célula deve, necessariamente, ser positivo.
AULA 4 (21/12/2020): Volumetria por oxidação-redução
1) Ao titular 0, 8537 g de uma amostra dissolvida contendo íons Sn2+ (MM = 178, 71
g/mol) foram gastos 32,5 mL de uma solução de Ce4+. Calcule a concentração desta
solução de cério.
RESPOSTA:
Eº= -0,15 V𝑆𝑛2+⇆ 𝑆𝑛4+ + 2𝑒− 
Eº= +1,72 V 𝐶𝑒4+ + 𝑒− ⇆ 𝐶𝑒3+ 
→ Reação global2𝐶𝑒4+ + 𝑆𝑛2+ ⇆ 2𝐶𝑒3+ + 𝑆𝑛4+
Cada 2 mol de Ce4+ reage com 1 mol de Sn2+, sabe-se que usou-se 0,8537g de Sn2+ na titulação,
que em mols equivale a:
n = = = 4, 78 x 10-3 mol𝑚𝑀𝑀
0, 8537
178, 71
Considerando a estequiometria da reação, o número de mols de Ce4+ é:
2 mol Ce4+ ----- 1 mol Sn2+
x mol ----- 4, 78 x 10-3 mol de Sn2+
x = 9, 55 x 10-3 mol de Ce4+
Portanto, a concentração de cério é: C = = = 0, 2938 mol/L.𝑛𝑉
9,55 𝑥 10−3 𝑚𝑜𝑙
0,0325 𝐿
2) Considere as afirmações abaixo sobre os fatores que afetam a forma da curva de
titulação:
I. Quanto menor o potencial da célula, maior a variação do potencial do sistema.
II. Quanto maior o potencial da célula, maior a variação do potencial do sistema.
III. Quanto maior o número de elétrons na semirreação, mais horizontal será o ramo
correspondente da curva.
IV. Quanto menor o número de elétrons na semirreação, mais horizontal será o
ramo correspondente da curva.
V. O potencial do sistema no ponto de equivalência (PE) será mais próximo do Eº
da semirreação com o maior número de elétrons.
VI. O potencial do sistema no ponto de equivalência (PE) será mais próximo do Eº
da semirreação com o menor número de elétrons.
Assinale a alternativa que contém somente afirmações verdadeiras:
a) I, III, VI.
b) II, IV, V.
c) II, IV, VI.
d) II, III, V.
e) I, III, V.
RESPOSTA: Alternativa (d) II, III, V, é a alternativacorreta.
AULA 5 (04/01/2021): Métodos oxidimétricos
1) A Iodimetria é um dos métodos oxidimétricos que usa o iodo como agente oxidante. No
entanto, há algumas desvantagens, como a limitação de pH para a utilização do método.
Qual é a faixa de pH que é possível usar este método? Explique o motivo de não se
poder utilizá-lo fora desta faixa.
RESPOSTA: A faixa de pH em que é possível utilizar a Iodimetria fica entre 6 e 8. Há dois
motivos que impossibilita o uso do método fora desta faixa: primeiro, se o pH for alcalino
demais (acima de 8), o iodo fica desproporcional, visto que é transformado em íons iodato e
iodeto, isto invalida a titulação de modo que há o maior consumo de titulante, o iodo;
segundo, se o pH for ácido demais (abaixo de 6), o iodeto produzido é oxidado pelo
oxigênio do ar, aumentando a velocidade da reação devido a acidez, com isso produz iodo
em excesso, que é pouco consumido, além de afetar o ponto final e os potenciais, assim
invalidando a titulação.
2) Correlacione os métodos oxidimétricos com algumas afirmações:
1. Permanganometria
2. Dicromatometria
3. Cerimetria
4. Iodometria
5. Iodimetria
( ) Uma vantagem deste método é a auto-indicação, mas ao mesmo é um desvantagem, pois é
ineficiente na maioria dos casos.
( ) Método indireto, no qual utiliza-se iodeto como agente redutor para determinação de iodo
gerado.
( ) Possui estados de oxidação intermediários, de forma que em meios menos ácidos o íons é
convertido a outras espécies químicas do elemento.
( ) O principal uso é na determinação de Fe (II), tendo como indicador a difenilamina e há a
adição de ácido fosfórico (H3PO4), que diminui o potencial do Fe, assim como forma um
complexo incolor.
( ) Método no qual utiliza-se iodo como agente oxidante, que é moderado, limitando o número
de redutores que podem ser titulados.
( ) Na padronização da solução, geralmente utiliza-se solução padrão de oxalato de sódio, que é
padrão primário.
( ) Neste método não há uma etapa de padronização, pois o próprio titulante é padrão primário.
( ) Neste método o titulante usado é uma solução padronizada de tiossulfato (S2O32-).
Assinale a alternativa que contenha a sequência correta:
a) 2 – 5 – 1 – 2 – 4 – 3 – 4 – 5.
b) 3 – 4 – 2 – 1 – 5 – 1 – 2 – 5.
c) 3 – 4 – 1 – 2 – 5 – 1 – 2 – 4.
d) 3 – 4 – 2 – 1 – 5 – 2 – 1 – 5.
e) 1 – 5 – 2 – 1 – 4 – 3 – 2 – 4.
RESPOSTA: c) 3 – 4 – 1 – 2 – 5 – 1 – 2 – 4.