Lista de Exercícios Resolvendo Problemas de Quimica Analitica e Inorgânica

Página 1 de Professora Denise Santos de Sá 20231 EstudanteQUI 512 T01 Data 1 Um estudante de Engenharia Química desejando identificar o recipiente que continha hidróxido de alumínio AlOH3 e o que continha ácido bórico BOH3 realizou os experimentos i a iii i Adicionou 10 mg de cada um dos sólidos em 10 mL de água agitou o sistema e mediu o pH do meio Ao realizar o procedimento o estudante verificou que os dois sistemas estavam heterogêneos e apenas um deles continha o pH diferente da água ii Adicionou 10 mg de cada um dos sólidos em 10 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 1 mol L1 agitou o sistema e mediu o pH do meio Ao realizar o procedimento foi possível verificar que os dois sistemas estavam homogêneos e com pH diferente da solução de hidróxido de sódio usada iii Adicionou 10 mg de cada um dos sólidos em 10 mL de solução aquosa de ácido clorídrico 1 mol L1 agitou o sistema e mediu o pH do meio Ao realizar o experimento foi verificado que um dos sistemas estava heterogêneo e sem alteração de pH do meio e o outro homogêneo com pH da solução de ácido clorídrico usada no experimento Baseandose nas informações da questão e na tabela periódica da SBQ discuta as seguintes afirmações a A partir do experimento indicado no item ii é possível sugerir que o pH da solução contendo o elemento boro deve ser mais baixo em relação ao da solução que contém o elemento alumínio b A partir dos experimentos realizados podese sugerir que BOH3 atua como ácido de Lewis frente a água Dados Sabese que em solução aquosa ácida básica eou neutra podese formar BOH4 AlOH4 AlOH26 3 BOH3 apresenta solubilidade baixa em água Configuração eletrônica BHe2s22p1 OHe2s22p4 H1s1 AℓNe3s23p1 Eletronegatividade B 204 O 344 H 220 Aℓ 161 Raio atômico B 83 pm Aℓ 143 pm Página 2 de Professora Denise Santos de Sá 20231 2 O íon cianeto CN tem a capacidade de desativar diversas enzimas sobretudo aquelas contendo FeIII O efeito letal ocorre devido à ligação do cianeto ao íon ferroIII da enzima citocromoc ou a3 Tal interação inibe a mudança do estado de oxidação para FeII impossibilitando uso do oxigênio e a síntese de ATP adenosina trifosfato na cadeia respiratória O monóxido de carbono também é um contaminante neste processo uma vez que interage tanto com FeII como FeIII do citocromoc ou a3 Baseandose nestas informações na Figura 1 e na Tabela 1 responda a Use o diagrama de orbital molecular para descrever como as bases de Lewis CO e CN devem reagir com o FeIII para formar FeIIICN e FeIIICO Justifique a resposta b Use a teoria da ligação de valência TLV e a teoria do orbital molecular TOM para discutir a seguinte afirmação a ligação HC no HCN é simples com caráter de dupla c Use a TOM e a TLV para prever em que caso FeIIICN ou FeIIICO a ligação é mais forte Justificar a resposta Dados as ligações entre as bases de Lewis e o ácido de Lewis é simples com caráter de dupla Figura 1 Recorte do diagrama do orbital molecular do CO e CN considerando apenas os orbitais de valência do carbono nitrogênio e do oxigênio Tabela 1 Dados de configuração eletrônica raio atômico de alguns átomos Elemento Configuração Raio pm C He2s22p2 77 N He2s22p3 70 O He2s22p4 66 Fe Ar3d64s2 GLOSSÁRIO Página 3 de Professora Denise Santos de Sá 20231 Basear Fundarse referirse a reportarse a apoiarse em Justificar Explicar com razões plausíveis Provar que é Fazer que pareça justo fundamentar Explicar Tornar claro ou inteligível explanar interpretar fazerse compreender Usar utilizar Portarse Fazer uso de Discutir analisar questionando levantar questões a respeito de algo examinar detalhadamente SUCESSO É melhor tentar e falhar que preocuparse e ver a vida passar é melhor tentar ainda que em vão que sentarse fazendo nada até o final Eu prefiro na chuva caminhar que em dias tristes em casa me esconder Prefiro ser feliz embora louco que em conformidade viver talvez não tenha conseguido fazer o melhor mas lutei para que o melhor fosse feito não sou o que deveria ser não sei o que irei ser mas graças a Deus não sou o que eu era Martin Luther King 1QUESTÃO A A afirmação é verdadeira Como o experimento II Adicionou 10 mg de cada um dos sólidos em 10 mL de solução aquosa de hidróxido de sódio 1 mol L 1 agitou o sistema e mediu o pH do meio Ao realizar o procedimento foi possível verificar que os dois sistemas estavam homogêneos e com pH diferente da solução de hidróxido de sódio usada vemos que foi realizado em uma solução aquosa de hidróxido de sódio que é uma base forte o ácido bórico BOH3 deve ter reagido com o hidróxido de sódio NaOH para formar íons borato BOH4 e água A reação resulta em um aumento no pH da solução Por outro lado o hidróxido de alumínio AlOH3 não reage com hidróxido de sódio ou seja o pH da solução contendo hidróxido de alumínio deve permanecer próximo ao pH da solução original de hidróxido de sódio Portanto a solução que contém o elemento boro deve ter um pH mais alto em relação ao da solução que contém o elemento alumínio B A afirmação é verdadeira Um ácido de Lewis é uma espécie química que pode receber pares de elétrons de outra espécie química chamada de base de Lewis No experimento i o estudante adicionou 10 mg de cada um dos sólidos em 10 mL de água e verificou que apenas um dos sistemas tinha um pH diferente da água Como o hidróxido de alumínio não reage com a água é provável que o ácido bórico tenha reagido com a água para formar o íon borato BOH4 e um íon hidrônio H caracterizando uma reação ácidobase Portanto o ácido bórico atua como ácido de Lewis frente a água aceitando um par de elétrons do oxigênio da água 2QUESTÃO a O diagrama de orbital molecular indica que a base de Lewis CO deve doar um par de elétrons para um orbital vazio do FeIII formando uma ligação de coordenada COFeIII Por outro lado o íon cianeto CN deve agir como uma base de Lewis doando um par de elétrons para um orbital vazio do FeIII formando uma ligação de coordenada CNFeIII b De acordo com a teoria da ligação de valência TLV a ligação HC em HCN é simples com caráter de tripla Isso ocorre porque o átomo de hidrogênio contribui com um elétron para formar uma ligação sigma e dois elétrons para formar duas ligações pi Já segundo a teoria do orbital molecular TOM a ligação HC em HCN é uma combinação de uma ligação sigma e duas ligações pi o que confere caráter de dupla à ligação c Tanto o íon cianeto quanto o monóxido de carbono podem formar ligações de coordenada com o FeIII mas a ligação CNFeIII é mais forte do que a ligação COFeIII Isso ocorre porque o íon cianeto é um ligante mais forte do que o monóxido de carbono devido à maior polarizabilidade do íon cianeto o que resulta em uma maior polarização do íon FeIII e portanto uma ligação mais forte Além disso o íon cianeto é um ligante maior do que o monóxido de carbono permitindo uma maior estabilização da carga negativa do íon FeIII