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Novembro 2009
Lista de Exercícios – 4 – Indústrias Químicas
Resolução pelo Monitor: Rodrigo Papai de Souza
a-) Calcular a solubilidade do BaSO 4 em uma solução 0,01 M de Na 2 SO 4
Dado: BaSO4 (s) ⇌ Ba+2(aq) + SO 4 -2(aq) Kps = 1,5.10-
Dissolução do Na 2 SO 4 :
Sulfato de Sódio = Sal Solúvel = 100% dissociado Na 2 SO4(s) 2 Na+(aq) + SO 4 -2(aq) 0,01 mol/L 0,02 mol/L 0,01 mol/L
BaSO4 (s) ⇌ Ba+2(aq) + SO 4 -2(aq)
Início cte 0 0,01 mol/L Reage/Forma cte s mol/L s mol/L Equilíbrio cte s mol/L (0,01+ s) mol/L
∁ ≅ ❸, ➂. ❸❷⡹➄^ ↕↗↔/Ⅸ
Resposta: A solubilidade molar do BaSO 4 em Solução de Na 2 SO 4 0,01 M é de aproximadamente 1,5.10-7^ mol/L.
b-) Calcular a solubilidade do Al(OH) 3 em uma solução 0,1 M de KNO 3
Dado: Al(OH)3 (s) ⇌ Al+3(aq) + 3 OH-(aq) Kps = 5.10-
Dissolução do KNO 3 :
Nitrato de Potássio = Sal Solúvel = 100% dissociado KNO3(s) K+(aq) + NO 3 - (aq) 0,1 mol/L 0,1 mol/L 0,1 mol/L
Obs: Na solução não existe nenhum íon comum com o Al(OH)3.Logo, a solubilidade do Al(OH) 3 em água é igual a solubilidade do Al(OH) 3 em solução de KNO3.
Al(OH)3 (s) ⇌ Al+3(aq) + 3 OH- (aq)
Início cte 0 0 Reage/Forma cte s mol/L 3s mol/L Equilíbrio cte s mol/L 3s mol/L
Novembro 2009
ᠷᡨᡱ = 䙰ᠧᡤ⡸⡱䙱. 䙰ᡁᠴ⡹䙱⡱^ = ᡱ. 䙦3ᡱ䙧⡱^ = 27ᡱ⡲^ = 5.10⡹⡱⡱
∁ ≅ ➀, ➃➆. ❸❷⡹➆^ ↕↗↔/Ⅸ
Resposta: A solubilidade molar do Al(OH) 3 é aproximadamente 3,69.10-9^ mol/L.
- Formar-se-á ou não um precipitado de PbCl 2 , ao se misturarem volumes iguais de soluções 0,1M de Pb(NO 3 ) 2 e 0,01 M de NaCl?
Dado: PbCl2 (s) ⇌ Pb+2(aq) + 2 Cl-(aq) Kps = 1,6.10-
Nitrato de Chumbo = Sal Solúvel = 100% dissociado Pb(NO 3 )2(s) Pb+2(aq) + 2 NO 3 - (aq) Para um Volume V : 0,1V mol 0,1V mol 0,2V mol
Cloreto de Sódio = Sal Solúvel = 100% dissociado NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq) Para um Volume V : 0,01V mol 0,01V mol 0,01V mol
Volume Total = V + V = 2V
PbCl2 (s) ⇌ Pb+2(aq) + 2 Cl-(aq)
ᡃᡨᡱ = 䙰ᡂᡔ⡸⡰䙱. 䙰ᠩᡤ⡹䙱⡰
ⅳ↘∁ = 䙦❷, ❷➂䙧. 䙦❷, ❷❷➂䙧❹^ = ❸, ❹➂. ❸❷⡹➃
Resposta: ទ᠖᠙ < ᠷᡨᡱ → ᡀãᡧ ℎᡓᡴᡗᡰá ᡘᡧᡰᡥᡓçãᡧ ᡖᡗ ᡂᡰᡗᡕᡡ᠖᠉ᠠ᠁᠄᠕!
- Em que pH começa a precipitar o Mg(OH) 2 , se a concentração do Mg+2^ na solução é 0,01 M?
Dado: Mg(OH)2 (s) ⇌ Mg+2(aq) + 2 OH-(aq) Kps = 8,9.10-
Mg(OH)2 (s) ⇌ Mg+2aq) + 2 OH- (aq)
No equilíbrio: ᠷᡨᡱ = 䙰ᠹᡙ⡸⡰䙱. 䙰ᡁᠴ⡹䙱⡰
Quando 䙰ᠹᡙ⡸⡰䙱 = 0,01 ᡥᡧᡤ/ᠸ :
8,9.10⡹⡩⡰^ = 䙦0,01䙧. 䙰ᡁᠴ⡹䙱⡰
Novembro 2009
ᠷᡨᡱ = 䙰ᠨᡓ⡸⡰䙱. 䙰ᡅᡁ⡲⡹⡰䙱 = ᡱ. 䙦0,1 + ᡱ䙧 = 10⡹⡩⡨
∁ ≅ ❸❷⡹➆^ ↕↗↔/Ⅸ
Resposta: A solubilidade molar do BaSO 4 em Solução de K 2 SO 4 0,1 M é de aproximadamente 10-9^ mol/L.
- Se 0,11 mg de AgBr se dissolvem em 1000 mL de água a uma dada temperatura, qual é o produto de solubilidade deste sal naquela temperatura?
AgBr M = 187,9 g/mol
187,9 × 1
= 5,85.10⡹⡵^ ᡥᡧᡤ/ᠸ
AgBr (^) (s) ⇌ Ag+(aq) + Br-(aq)
Equilíbrio 5,85.10-7^ mol/L 5,85.10-7^ mol/L 5,85.10-7^ mol/L
ᠷᡨᡱ = 䙰ᠧᡙ⡸䙱. 䙰ᠨᡰ⡹䙱
Ⅷ↘∁ = 䙦➂, ➅➂. ❸❷⡹➄䙧❹^ ≅ ➀, ➁❹➄. ❸❷⡹❸➀
Resposta: Kps do AgBr = 3,43.10-13.
- Satura-se uma solução com respeito a um composto de fórmula geral AB 2 C 3 : AB 2 C3(s) ⇌ A+ (aq) + 2 B+(aq) + 3 C-(aq)
Determina-se que esta solução contém o íon C-^ em concentração 0,003 M. Calcule o produto de solubilidade do AB 2 C3.
ᡀᡧ ᡗᡩᡳᡡᡤíᡔᡰᡡᡧ:
ᠷᡨᡱ = 䙰ᠧ⡸䙱. 䙰ᠨ⡸䙱⡰. 䙰ᠩ⡹䙱⡱
⡰
. 䙰ᠩ⡹䙱⡱
3 ⡱^
Resposta: Kps do AB 2 C 3 = 1,08.10-16.
Novembro 2009
- O exame dos seguintes dados:
I. 䙰ᠴ⡱ᠩᡀᠴ⡱䙱⡸䙰ᠩᡀ䙱⡹^ + ᠴᡁᠴ ⇌ ᠴᠩᡀ + 䙰ᠴ⡱ᠩᡀᠴ⡱䙱ᡁᠴ
II. Constante de Ionização: ÁCIDO ....................K 1 = 5.10-
BASE.................... K 2 = 5.10-
Permite concluir que, na dissolução em água, do composto 䙰ᠴ⡱ᠩᡀᠴ⡱䙱ᠩᡀ, se obtém uma solução:
a-) básica, porque K 1 < K 2
b-) básica, porque K 1 > K 2
c-) básica, porque K 2 < K 1
d-) básica, porque K 2 > K 1
e-) neutra, porque [ácido] = [base]
OBS: alternativa A = alternativa D ; alternativa B = alternativa C
De fato, na hidrólise deste composto [ácido] = [base], porém a solução não é neutra, mas sim BÁSICA, pois K 2 > K 1 ou K 1 < K2.
Logo, as alternativas CORRETAS são: A e D.
- O ácido acético, em solução aquosa 0,02 molar e a 25ºC, está 3% dissociado. Sua constante de dissociação, nessas condições, é aproximadamente:
a-) 1,8.10-
b-) 1,2.10-
c-) 2.10-
d-) 3,6.10-
e-) 6.10-
H 3 CCOOH ⇌ H+(aq) + H 3 CCOO-(aq)
Início 0,02 mol/L 0 0
Reage/Forma 0,0006 mol/L 0,0006 mol/L 0,0006 mol/L
Equilíbrio (0,02-0,0006) mol/L 0,0006 mol/L 0,0006 mol/L
SAL ÁCIDO BASE
Novembro 2009
- O Hidrogênio pode ser obtido do metano, de acordo com a equação química em equilíbrio:
CH4 (g) + H 2 O (^) (g) ⇌ CO (^) (g) + 3 H 2 (g)
A constante de equilíbrio dessa reação é igual a 0,2 à 900K. Numa mistura dos gases em equilíbrio a 900K, as pressões parciais de CH 4 e de H 2 O são ambas iguais a 0,40 atm e a pressão parcial de H 2 é de 0,30 atm.
a-) Escreva a expressão da constante de equilíbrio.
Obs: A H 2 O entra na constante de equilíbrio, pois está no estado gasoso e não em solução aquosa.
b-) Calcule a pressão parcial de CO(g) no equilíbrio.
→ ⅲ䙦⅙ⅱ䙧 ≅ ❸, ❸➅➂ Ↄ∂↕
- O processo Haber-Bosch, para a síntese da amônia, foi desenvolvido no início desse século , sendo largamente utilizado hoje em dia. Nesse processo, a mistura de nitrogênio e hidrogênio gasosos é submetida a elevada pressão, na presença de catalisadores em temperatura de 450ºC. A reação pode ser representada a seguir:
N 2 (g) + 3 H 2 (g) ⇌ 2 NH 3 (g) ∆H = –100 KJ/mol
Com relação ao processo Haber-Bosh é incorreto afirmar que:
a-) A alta temperatura tem como objetivo aumentar a concentração de amônia obtida no equilíbrio.
b-) O uso do catalisador e a alta temperatura permitem que a reação ocorra em uma velocidade economicamente viável.
c-) A alta pressão desloca o equilíbrio no sentido de produzir mais amônia.
d-) O catalisador não influi na concentração final de amônia obtida após atingido o equilíbrio.
e-) Para separar a amônia dos reagentes resfriam-se os gases, obtendo amônia líquida a –33ºC, retornando o H 2 e N 2 que não reagiram para a câmara de reação.
Novembro 2009
Resposta: Alternativa A. Com relação ao processo Haber-Bosch é incorreto afirmar que a alta temperatura aumenta a concentração de amônia, pois o equilíbrio é deslocado no sentido da decomposição do NH 3 (sentido endotérmico), aumentando as concentrações de N 2 e H 2 e diminuindo a concentração de NH 3.
- Admita que o café tem pH = 5,0 e o leite tem pH = 6,0. Sabendo-se que pH = -log[H+] e que pH + pOH = 14, calcule:
a-) A concentração de OH-^ no café.
ᡨᠴ + ᡨᡁᠴ = 14 → ᡨᡁᠴ = 14 − 5 = 9
䙰ⅱⅤ⡹䙱 = ❸❷⡹↘ⅱⅤ^ = ❸❷⡹➆^ ↕↗↔/Ⅸ
b-) A concentração de H+, em mol/L, em uma “média” de café com leite que contém 100 mL de cada bebida.
ᠩᡓᡘé → ᡨᠴ = 5 → 䙰ᠴ⡸䙱 = 10⡹⡳^ ᡥᡧᡤ/ᠸ → ᠱᡥ 100 ᡥᠸ: 10⡹⡴^ ᡥᡧᡤ ᡖᡗ ᠴ⡸
ᠸᡗᡡᡲᡗ → ᡨᠴ = 6 → 䙰ᠴ⡸䙱 = 10⡹⡴^ ᡥᡧᡤ/ᠸ → ᠱᡥ 100 ᡥᠸ: 10⡹⡵^ ᡥᡧᡤ ᡖᡗ ᠴ⡸
ᠹᡡᡱᡲᡳᡰᡓ → ᠱᡥ 200 ᡥᠸ: 䙦10⡹⡵^ + 10⡹⡴䙧 ᡥᡧᡤ ᡖᡗ ᠴ⡸
䙦❸❷⡹➄^ + ❸❷⡹➃䙧
= ➂, ➂. ❸❷⡹➃^ ↕↗↔/Ⅸ
- Um suco de tomate tem pH = 4,0 e um suco de limão tem pH = 2,0. Sabendo-se que pH = -log[H+] e que pH + pOH = 14:
a-) Calcule quantas vezes a concentração de H+^ do suco de limão é maior do que a concentração de H+^ do suco de tomate.
ᡆᡧᡥᡓᡲᡗ → ᡨᠴ = 4 → 䙰ᠴ⡸䙱〡〖〔。〡〆 = 10⡹⡲^ ᡥᡧᡤ/ᠸ
ᠸᡡᡥãᡧ → ᡨᠴ = 2 → 䙰ᠴ⡸䙱〓【〔Ã〖 = 10⡹⡰^ ᡥᡧᡤ/ᠸ
䙰Ⅴ⡸䙱ⅨⅥⅩÃⅱ 䙰Ⅴ⡸䙱ⅶⅱⅩ⅗ⅶⅡ
❸❷⡹➁^
䙰Ⅴ⡸䙱ⅨⅥⅩÃⅱ = ❸❷❷ 䙰Ⅴ⡸䙱ⅶⅱⅩ⅗ⅶⅡ
Resposta: A concentração de íons H+^ no suco de limão é 100 vezes maior do que a concentração de íons H+^ no suco de tomate.
b-) Calcule o volume de solução aquosa de NaOH de concentração 0, mol/L necessário para neutralizar 100 mL de cada um dos sucos.
Novembro 2009
b-) Para se efetuar correções de pH usa-se ácido clorídrico ou carbonato de sódio. A água de piscina em questão necessita de correção de pH? Se for o caso, qual destes reagentes deve ser usado? Justifique.
Sim, a água de piscina necessita de correção de pH. No caso o reagente utilizado deve ser o ácido clorídrico HCl, pois aumenta a concentração de íons H+, diminuindo o pH da água.
Obs: O carbonato de sódio ao ser adicionado em água sofre hidrólise, aumentando a concentração de íons OH-^ na solução, tornando-a mais básica.
- O hidróxido de magnésio, Mg(OH) 2 , é uma base pouco solúvel em água, apresentando constante do produto de solubilidade, Kps = 4.10-12. Uma suspensão desta base em água é conhecida comercialmente como “leite de magnésia”, sendo comumente usada no tratamento de acidez no estômago.
a-) Calcule, em mol/L, a solubilidade do Mg(OH) 2 , numa solução saturada desta base. Mg(OH)2 (s) ⇌ Mg+2aq) + 2 OH- (aq)
Início cte 0 0 Reage/Forma cte s mol/L 2s mol/L Equilíbrio cte s mol/L 2s mol/L
ᠷᡨᡱ = 䙰ᠹᡙ⡸⡰䙱. 䙰ᡁᠴ⡹䙱⡰^ = ᡱ. 䙦2ᡱ䙧⡰^ = 4ᡱ⡱^ = 4.10⡹⡩⡰
∁ = ❸❷⡹➁^ ↕↗↔/Ⅸ
Resposta: A solubilidade molar do Mg(OH) 2 é aproximadamente 10-4^ mol/L.
b-) Escreva a equação balanceada da reação de neutralização total do hidróxido de magnésio com ácido clorídrico, HCl.
Mg(OH) 2 + 2 HCl (^) MgCl 2 + 2 H 2 O
