Quimica Analitica Avancada - Lista de Exercicios sobre Constante de Equilibrio e Atividade

Química Analítica Avançada AnoSemestre 202301 1 Mostrando que entendeu os motivos explique com suas palavras o porquê em soluções diluídas o solvente não aparece na expressão da constante de equilíbrio assim como os sólidos não dissolvidos 2 Com suas palavras defina atividade de uma espécie química sua concentração efetiva e por que em soluções cada vez mais diluídas e com menor concentração iônica total o valor da concentração efetiva atividade de uma espécie se aproxima de sua concentração real Relacione com as interações solutosoluto que podem se formar no sistema 3 Qual a relação matemática entre atividade de uma determinada espécie e sua concentração em solução Forneça uma interpretação para o coeficiente de atividade 4 Diferencie raio iônico de raio do íon hidratado Compare dois íons com raios iônicos diferentes com a mesma carga com seus raios hidratados e explique as diferenças 5 Observe a figura abaixo Proponha uma explicação para o pH mais baixo dado na figura Suponha que nessa solução uma titulação de neutralização tenha sido realizada e determinouse que a concentração do íon hidrogênio proveniente de ácidos fortes tenha sido de 126 molL Determine o coeficiente de atividade do íon hidrogênio nessa solução e proponha uma explicação para o valor calculado 6 Esboce preferencialmente no Excel como o coeficiente de atividade varia para íons com carga 1 2 e 3 como função da força iônica Perceba que o coeficiente de atividade diminui até atingir um mínimo que depende da carga do íon mas depois desse mínimo o coeficiente de atividade aumenta podendo chegar a valores superiores a 1 Interprete quimicamente a queda e a subida do coeficiente de atividade Qual o valor aproximado de força iônica em que ocorre o mínimo de coeficiente de atividade para íons com as cargas 1 2 e 3 7 Rapidamente mostre por que as constantes de equilíbrio não possuem unidade 8 Diferencie solventes próticos de solventes nãopróticos Use equações químicas para isso 9 Analise a figura abaixo Determine o pH da água pura nas seguintes temperaturas a 5ºC b 25ºC c 36ºC d 100ºC 10 De posse da tabela de pKas simplificada mostrada a partir do site em aula e do conceito de efeito nivelador do solvente dê três exemplos de reações de ácidos e bases que não sobrevivem em água justificando pelo valor da constante de equilíbrio da reação global 11 Em medidas de pH usando o pHmetro o equipamento mede uma de Para isso são necessários dois sendo um deles de e outro é chamado de do qual faz parte o eletrodo seletivo ao íon composto de um com formulação especialmente desenvolvida O de referência tem potencial uma vez que a composição da solução no qual ele está inserido é essencialmente Ambos são tipicamente feitos de um fio de revestidos com O eletrodo de está inserido numa solução de saturada com Já o eletrodo está inserido numa solução contendo de concentração conhecida também com A seletiva de íons na superfície externa amostra do eletrodo de faz com que a superfície do adsorva quantidade de íons para a quantidade de da superfície externa Esse fenômeno altera a dos íons cloreto na solução interna do eletrodo Como o potencial da é dado por E E a mudança da do íon hidrogênio na faz com que haja mudança no potencial medido da célula Para que possamos usar o pHmetro portanto é necessário com pelo menos soluçõestampão padrões com conhecidos Quando não está sendo utilizado o eletrodo de deve ser guardado imerso numa solução de para evitar perda da interna que fica em contato com o de 12 Defina com suas palavras os conceitos de balanço de massa e balanço de cargas 13 Escreva o balanço de cargas para as seguintes soluções a Sulfato de sódio 001 M b Cloreto de cálcio 03 molL c Água pura d Bicarbonato de sódio 0025 molL e Dihidrogenofosfato de amônio 0040 molL 14 Escreva o balanço de massa para o cátion e para o ânion nas seguintes soluções a Solução saturada com carbonato de cálcio Considere a formação dos pares iônicos CaCO3aq e CaOH e todas as outras espécies derivadas do sistema carbonato b CdCl2 01 M Obs o Cd2 forma uma série de complexos com cloreto desde CdCl até CdCl42 além de hidroxicomplexos veja na tabela do Harris c Monohidrogenocarbonato de amônio 025 molL d Solução saturada com fosfato de ferro II Veja os possíveis complexos com OH que o Fe II pode formar e os pares iônicos de espécies de fosfato com Fe II se estiverem disponíveis para consulta 15 Desenvolva a equação completa para cálculo de pH de soluções contendo uma base forte monoprótica por exemplo NaOH Esboce Excel o diagrama de Flood para esse sistema log Ca x pH onde Ca é a concentração analítica da base 16 Em uma amostra de efluente aquoso foi determinado que a concentração total de fosfatos foi de 150 mgL determinado via método espectrofotométrico O pH dessa amostra foi medido com eletrodo combinado de pH previamente calibrado sendo medido o valor de 567 Determine a concentração molar e em mgL das espécies H3PO4 H2PO4 HPO42 e PO43 nessa amostra 17 Espécies derivadas de cloro em estados de oxidação que não o 1 são potentes bactericidas Em água bem aerada as espécies de cloro usadas no tratamento fazem parte de um complexo equilíbrio mas as espécies majoritárias são tipicamente aquelas derivadas do ácido hipocloroso Pesquise qual a faixa de pH ideal para a água de distribuição água tratada e correlacione essa faixa ideal com o poder bactericida do cloro residual que a água tratada deve ter 18 Defina ponto isoelétrico de uma molécula e forneça pelo menos três exemplos Todas as moléculas tem um ponto isoelétrico Justifique sua resposta 19 Determine as equações para construção do diagrama de Flood para um ácido fraco HA e uma base fraca NaA por exemplo Construa o diagrama de Flood para um ácido com pKa 4 e outro diagrama para uma base cujo pKa do ácido conjugado seja igual a 10