Lista 2 - Química Analítica 2021-2

1 IQA121 – QUÍMICA ANALÍTICA Profa. Aline Domingos 2ª LISTA DE EXERCÍCIOS Equilíbrio ácido-base 1. Calcule a força iônica para cada caso: a) Solução de nitrato de sódio 0,100 M (R: 0,100 M) b) Solução de sulfato de potássio 0,0500 M (R: 0,150 M) c) solução de nitrato de sódio 0,100 M e sulfato de potássio 0,0500 M (R: 0,250 M) 2. Calcule a concentração de perclorato de sódio (NaClO4) necessária para ajustar a força iônica de uma solução de sulfato de sódio 0,0500 mol L-1 para o valor de 0,250 mol L-1. (R: 0,100M) 3. O coeficiente de atividade médio do HCl em solução 0,500 M é 0,757. Calcular o pH desta solução em duas situações: coeficiente de atividade igual a 0,757 e igual a 1,00. (R: 0,422 e 0,301) 4. Calcule o pH de cada uma das soluções a seguir: a) 0,0200 mol L-1 de HCl (R: 1,70) b) 0,00600 mol L-1 de KOH (R: 11,8) c) 0,500 g L-1 de HNO3 (R: 2,10) d) 0,200 g L-1 de NaOH (R: 11,7) e) 3,00 x 10-8 mol L-1 de KOH (R: 7,06) f) 6,10 x 10-7 mol L-1 de HNO3 (R: 6,20) g) 1,00 µg L-1 de HBr (R: 6,97) h) 0,200 µg L-1 de NaOH (R: 7,01). 5. Calcule a concentração de todas as espécies no equilíbrio químico e o pH nas seguintes soluções: a) Ácido fluorídrico 1,00 x 10-3 mol L-1 (R: pH = 3,26; [OH-] = 1,81 x 10-11; [H3O+] = 5,53 x 10-4; [F-] = 5,53 x 10-4; [HF] = 4,47 x 10-4) b) Ácido acético 0,400 mol L-1 (R: pH = 2,58; [OH-] = 3,77 x 10-12; [H3O+] = 2,65 x 10-3; [Ac-] = 2,65 x 10-3; [HAc] = 0,397) c) Ácido cianídrico 0,100 mol L-1 (R: pH = 5,16; [OH-] = 1,44x 10-9; [H3O+] = 6,93 x 10-6; [CN-] = 6,93 x 10- 6; [HCN] = 0,0999) 6. Calcule o pH das seguintes soluções de bases fracas. a) Trimetilamina (C3H9N) 4,00 x 10-2 mol L-1 (R: 11,2) b) Piridina (C5H5N) 1,00 x 10-3 mol L-1 (R: 8,10) 7. A 15°C a constante de ionização do ácido fluorídrico é 7,90 x 10-4 e o produto iônico da água (Kw) é 4,51 x 10-15. Calcule o pH e a concentração de todas as espécies presentes no equilíbrio químico (inclusive a concentração de íons hidroxila) para uma solução aquosa de ácido fluorídrico 2,00 x 10-4 mol L-1 a 15°C. (R: pH = 3,78; [F-] = 1,65 x 10-4; [HF] = 3,50 x 10-5; [OH-] = 2,73 x 10-11). 8. Uma alíquota de 10,0 mL de ácido clorídrico concentrado foi diluída com água até um volume final de 250,0 mL. Qual será o pH dessa solução? (R: pH = 0,32) 2 9. Para uma solução de ácido sulforoso 0,450 mol L-1: calcule o pH e a concentração de todas as espécies no equilíbrio químico. (R: pH = 1,10; [HSO3-] = 0,079; [SO32-] = 6,4 x 10-8; [H2SO3] = 0,371) 10. Calcule o valor de Kb para uma base cuja solução apresenta concentração 0,0300 mol L-1 e a efetividade da hidrólise desta base seja 0,27%. (R: 2,19 x 10-7) 12. O vinagre é uma solução aquosa de ácido acético em torno de 5% (m/m). A densidade do vinagre é 1,0072 Kg/L. Calcule o pH do vinagre. PM ácido acético = 60,05 g/mol. (R: pH = 2,42) 13. Use as atividades para calcular a concentração de íons hidrônio em uma solução de HNO2 0,120 mol L-1, considerando que a força iônica desta solução seja 0,050 mol L-1 e Ka = 7,1 x 10-4. (R: [H3O+] = 0,0106 mol L-1) 14. Calcule o pH das seguintes soluções: a) 0,100 mol L-1 de NH4Cl (pH = 5,12) b) 0,200 mol L-1 de NaAc (pH = 9,03) c) 0,100 mol L-1 de HCOONH4 (pH = 6,62) d) 0,0500 mol L-1 NaF (pH = 7,93) e) 2,50 x 10-2 mol L-1 de NH4F (pH = 6,21) 15. Calcule a concentração de todas as espécies nas seguintes misturas: a) 1,00x10-2 mol L-1 de HF e 1,00x10-4 mol L-1de HCl (pH = 2,62; [H3O+] = 2,38x10-3; [F-] = 2,28x10-3; [HF] = 7,72x10-3; [Cl-] = 1,00x10-4) b) 1,00x10-4 mol L-1 de HAc e 1,00x10-2 mol L-1 de HCl (pH= 2,00; [H3O+] = 0,0100; [Ac-] = 3,40x10-5; [HAc] = 6,60x10-5; [Cl-] = 1,00x10-2) c) 1,00x10-2 mol L-1 de NaOH e 1,00x10-4 mol L-1 de NH3 (pH = 12,0; [OH-] = 0,0100; [NH4+] = 3,40x10-5; [NH3] = 6,60x10-5; [Na+] = 1,00x10-2) d) 10,0 mL de ácido nítrico 0,0100 mol L-1 com 2,00 mL de ácido clorídrico 0,100 mol L-1 (pH= 1,60; [NO3-] = 8,33x10-3; [Cl-] = 0,0170; [H3O+] = 0,0250) e) 200 mL de hidróxido de sódio 0,0500 mol L-1 com 100 mL de ácido clorídrico 0,100 mol L-1 (pH= 7,00; [Na+] = [Cl-] = 0,0330; [H3O+] = [OH-] = 1,00x10-7) 16. Calcule o pH e a concentração em equilíbrio de HPO42- em uma solução 0,500 mol L-1 de ácido fosfórico em água. (pH= 1,24; [HPO42-]= 6,20x10-8) 17. Calcule o pH das seguintes soluções: a) NaHCO3 0,100 mol L-1 (pH= 8,33) b) Na2CO3 0,100 mol L-1 (pH= 11,65) c) Na2HPO4 0,200 mol L-1 (pH= 9,83) 3 18. Foram misturados 100 mL de uma solução aquosa de NaOH 0,100 mol L-1 com 400 mL de solução aquosa de HCl 0,0500 mol L-1. Adicionou-se água até completar o volume de 1000 mL. Qual o pH da solução resultante? (R: pH = 2,00) Dados: Constantes de ionização de ácidos fracos a 25ºC ácido acético = 1,75 x 10-5 ácido acetilsalicílico = 3,3 x 10-4 ácido carbônico = 4,6 x 10-7 (Ka1); 4,8 x 10-11 (Ka2) ácido cianídrico = 4,8 x 10-10 ácido fluorídrico = 6,75 x 10-4 ácido hipocloroso = 2,95 x 10-8 ácido oxálico = 5,4 x 10-2 (Ka1); 5,4 x 10-5 (Ka2) ácido fosfórico = 7,5 x 10-3 (Ka1); 6,2 x 10-8 (Ka2); 3,6 x 10-13 (Ka3) ácido sulfídrico = 1,1 x 10-7 (Ka1); 1,0 x 10-14 (Ka2) ácido sulfuroso = 1,7 x 10-2 (Ka1); 6,4 x 10-8 (Ka2) Constantes de ionização de bases fracas a 25ºC amônia = 1,75 x 10-5; trimetilamina = 8,1 x 10-5; metilamina = 4,2 x 10-4; piridina = 1,5 x 10-9