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Produto Iônico da Água (Kw)
EXERCÍCIOS DE APLICAÇÃO
01 (UNB-DF) Na atmosfera, parte do dióxido de enxofre - que é altamente solúvel em água - acaba por dissolver-se nas nuvens ou mesmo nas gotas de chuva, formando o íon bissulfito (HSO 3 - ). Este, pela reação com o peróxido de hidrogênio, é rapidamente convertido em ácido, cuja tendência em fase aquosa é manter-se sob a forma iônica (2H+^ + SO 4 2-), tornando assim a chuva mais ácida em decorrência da maior concentração de íons de hidrogênio. (Acidez na chuva. In: Ciência Hoje, vol 6, nº 34, 1987 (com adaptação).)
A respeito dos conceitos envolvidos no trecho acima, julgue os itens que seguem. (1) Na chuva ácida, a quantidade de íons H+^ em um litro de água é maior que 1,0 · 10-7^ · 6,02 · 10^23. (2) De acordo com a teoria cinético-molecular, as moléculas de SO 2 dissolvem-se nas nuvens por meio de movimento ordenado sem colisões. (3) Um aumento de temperatura provocará um aumento na energia cinética dos gases e, em consequência, um aumento na dissolução de SO 2. (4) Na chuva ácida, o ácido produzido a partir de SO 2 é o ácido sulfídrico.
02 (UEL-PR) O produto iônico da água a 50 °C é cerca de 5 · 10-14. Logo, a concentração de íons H+(aq)na água pura a essa temperatura é:
a) 5.10^14
b) 5.10^7
c) 2,5 · 10- d) 2,5 · 10- e) 5 · 10-
03 (FATEC-SP) A concentração de íons H+(aq) de uma certa solução aquosa é 2,0 · 10-5^ mol/L. Sendo assim, nessa mesma solução a concentração de íons OH-(aq), em mol/L, deve ser: Dado: Kw = 1,0 · 10-14^ a 25 °C a) 5,0 · 10- b) 2,0 · 10- c) 5,0 · 10- d) 5,0 · 10- e) 2,0 · 10^9
04 (FUVEST-SP) Entre os líquidos da tabela adiante
tem caráter ácido apenas: a) o leite e a lágrima. b) a água de lavadeira. c) o café preparado e a Coca-Cola. d) a água do mar e a água de lavadeira. e) a Coca-Cola.
05 Numa solução aquosa, a concentração de oxidrilas é de 4.10-5^ molar; consequentemente, a concentração hidrogeniônica será de: a) 1,0 · 10- b) 2,5 · 10- c) 4,0 · 10- d) 2,5 · 10- e) 4,0 · 10-
06 Qual é a concentração de íon hidróxido em uma solução de HCℓ 0,20 M?
10 (UNIFENAS-MG) Observe os produtos comerciais apresentados na tabela abaixo.
Entre eles, tem caráter ácido apenas: a) o sabonete e o limpa-forno. b) a água com gás e o limpa-forno. c) o vinagre e o sabonete. d) a água com gás e o vinagre. e) o limpa-forno.
11 (UERJ-RJ) A tabela a seguir fornece a concentração hidrogeniônica ou hidroxiliônica a 25°C, em mol/L, de alguns produtos.
Desses produtos, são ácidos: a) cafezinho e vinagre. b) vinagre e clara de ovo. c) clara de ovo e cafezinho. d) cafezinho e desinfetante com amônia. e) clara de ovo e desinfetante com amônia.
12 (UNIFOR-CE) Uma propriedade agrícola foi dividida em áreas numeradas de I a IV, de acordo com a acidez da terra. A 25 °C, as concentrações hidrogeniônicas, em mol/L, detectadas nos respectivos solos são:
I. [H+] = 1,0 · 10 –^6
II. [H+] = 2,0 · 10 –^6
III. [H+] = 1,0 · 10 –^7
IV. [H+] = 2,0 · 10 –^8
Plantas que exigem solo neutro ou ligeiramente básico devem ser cultivadas em: a) I e II. b) I e III. c) II e III. d) II e IV. e) III e IV.
13 (PUC-SP) Considere os valores da constante de ionização da água em função da temperatura.
Podemos afirmar que na água pura: a) [H+] = [OH–], a qualquer temperatura. b) [OH–] > 1 · 10 –^7 , a 298 K c) [H+] < 1 · 10 –^7 , a 298 K d) [OH–] < 1 · 10 –^7 , a 323 K e) [H+] < 1 · 10 –^7 , a 323 K
14 (UEL-PR) Sobre uma solução aquosa ácida, a 25°C, são formuladas as proposições:
I. Tem [H+] > [OH–].
II. [OH–] > 10–^7 mol/L.
III. Não contém íons OH–.
IV. Apresenta [H+] > 10–^7 mol/L.
V. É condutora da corrente elétrica.
Quantas proposições são corretas? a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5
15 (FMU-SP) A 45°C, o produto iônico da água é igual a 4 · 10 –^14. A essa temperatura, o valor de [H+] de uma solução aquosa neutra é, em mol/L: a) 6 · 10 –^7 b) 2 · 10 –^7 c) 4 · 10 –^7 d) 2 · 10 –^14 e) 4 · 10 –^14
16 (UFAL-AL) Numa solução aquosa 0,100 mol/L de ácido acético (CH 3 COOH), a concentração de H+^ é da ordem de 10–^3 mol/L. Sendo assim, nessa solução, a concentração, em mol/L, de OH–^ é da ordem de: Dado: Produto iônico da água = 1 · 10 –^14 a) 10+ b) 10+ c) 10–^7 d) 10–^11 e) 10–^14
19 (UFR-RJ) Para deslocar o equilíbrio: 2 CrO 42 –^ + 2 H+^ Cr 2 O 72 –^ + H 2 O, a fim de se produzir dicromato,
a) acrescenta-se base, ficando com [H 3 O+] > 10–^7 b) acrescenta-se ácido, ficando com [H 3 O+] > 10–^7 c) retira-se ácido, ficando com [H 3 O+] < 10–^7 d) adiciona-se base, ficando com [H 3 O+] < 10–^7 e) adiciona-se ácido, ficando com [H 3 O+] = 10–^7
20 Uma solução aquosa apresenta a 25°C uma concentração hidrogeniônica igual a 2 · 10 –^5 mol/L. Determine a concentração de íons hidroxilas na solução.
21 (CESGRANRIO-RJ) Considere a reação H+^ + OH–^ H 2 O em equilíbrio, a 25°C. Sabendo-se que, para a reação H+^ + OH–
→ H 2 O, a velocidade é v 1 = 1 · 1011 · [H+] [OH–] e, para a reação H 2 O → H+^ + OH-, a velocidade é v 2 = 2 · 10 -^5 · [H 2 O], a constante em equilíbrio, a 25°C, será: a) 5,0 · 10 –^10 b) 5,0 · 10 –^5 c) 5,0 · 105 d) 5,0 · 1010 e) 5,0 · 1015
22 (UFRJ-RJ) Existem indícios geológicos de que, há, aproximadamente, 2 bilhões de anos atrás, a atmosfera primitiva da Terra era constituída de cerca de 35 % (em volume) de dióxido de carbono (gás carbônico), o que tornava improvável o surgimento de vida na superfície do planeta. Todavia, o aparecimento dos moluscos com conchas nos oceanos veio a colaborar significativamente para diminuir esta concentração. a) Sabendo que as conchas dos moluscos são constituídas de carbonato de cálcio, escreva a equação global que representa as etapas reacionais de 1 a 4, relacionadas ao fenômeno acima.
b) Explique como os moluscos com conchas participaram da diminuição da concentração do dióxido de carbono na atmosfera.
23 (UFMT-MT) Testes de condutibilidade elétrica demonstram que uma solução 0,1 molar de hidróxido de sódio é melhor condutora do que uma solução 0,001 molar dessa mesma substância. a) Interprete esses resultados. b) Sendo o hidróxido de sódio uma base forte, espera-se que soluções aquosas 0,001 molar (25°C) dessa substância apresentem que valores para [OH–], [H+], pH e pOH?
24 (UFRJ-RJ) Os ácidos carboxílicos são considerados ácidos fracos. A tabela a seguir apresenta as constantes de ionização, em valores aproximados, do ácido fórmico e do ácido acético.
a) Em uma experiência foram preparadas duas soluções aquosas de mesma molaridade, uma contendo ácido fórmico e outra ácido acético. Indique qual das soluções apresenta menor pH. Justifique sua escolha. b) Uma solução aquosa de vinagre contém 0,1 mol/L de CH 3 COOH. Determine a concentração molar de íons acetato nesta solução.
25 (UFES-ES) Durante uma aula sobre constante de equilíbrio, um estudante realizou o seguinte experimento: Em três tubos de ensaio numerados, colocou meia colher de chá de cloreto de amônio. Ao tubo 1, ele adicionou meia colher de chá de carbonato de sódio; ao tubo 2, meia colher de chá de bicarbonato de sódio. Em seguida, ele adicionou em cada tubo 2 mililitros de água e agitou-os para homogeneizar. Em qual dos tubos foi sentido um odor mais forte de amônia? Justifique.
26 (UFMT-MT) Quando o indicador ácido-base HIn é acrescentado à água, estabelece-se o equilíbrio:
A intensidade da cor da solução será aumentada se borbulharmos: a) CO b) CO 2 c) CH 4 d) NH 3 e) H 2 S
27 (VUNESP-SP) Dois comprimidos de aspirina, cada um com 0,36 g deste composto, foram dissolvidos em 200 mL de água. a) Calcule a concentração molar de aspirina nesta solução, em mol/L. Dado: massa molar da aspirina = 180 g/mol b) Considerando a ionização da aspirina segundo a equação C 9 H 8 O 4 (aq) C 9 H 7 O 4 – (aq) + H+(aq) e sabendo que ela se
encontra 5% ionizada, calcule o pH desta solução.
33 Após comemorações excessivas dos festejos de final de ano, um indivíduo foi acometido de azia (acidez estomacal excessiva). O mais aconselhável para ele ingerir, com um pouco de água, é: a) vinagre. b) suco de laranja. c) bebida alcoólica. d) limão. e) leite de magnésia (hidróxido de magnésio)
34 (UFSM-RS) Um indicador ácido-base apresenta, em solução aquosa, o equilíbrio:
Com relação ao comportamento do indicador diante da substância 1, pode-se afirmar que sua coloração será 2, porque o equilíbrio se desloca no sentido da espécie 3. Com base nessa afirmação, escolha a alternativa que apresenta, corretamente, a substituição de 1, 2 e 3.
35 Faça a associação correta:
I — [H+] = [OH–]
II — [H+] > [OH–]
III — [H+] < [OH–]
a) refrigerante b) água destilada c) limpa-forno à base de soda cáustica d) suco gástrico e) amoníaco f) suco de laranja g) solução de bateria de automóvel h) chuva ácida
36 (COVEST-PE) O leite azeda pela transformação da lactose em ácido lático, por ação bacteriana. Consequentemente apresenta ... I) aumento da concentração dos íons hidrogênio. II) aumento da concentração dos íons oxidrilas. III) diminuição da concentração dos íons hidrogênios. IV) diminuição da concentração dos íons oxidrilas. Assinale o item a seguir que melhor representa o processo. a) I e III. b) II e IV. c) I e II. d) II. e) I e IV.
37 Considere os valores da constante de ionização da água em função da temperatura: Temperatura (K) KW 298 1 x 10–^14 323 5,3 x 10–^14 Podemos afirmar que na água pura: a) [H+] = [HO–], a qualquer temperatura. b) [HO–] > 1 x 10–^7 , a 298 K. c) [H+] < 1 x 10–^7 , a 298 K. d) [HO–] < 1 x 10–^7 , a 323 K. e) [H+] < 1 x 10–^7 , a 323 K.
38 Em uma solução aquosa 0,1 mol/L o ácido acético está 1% ionizado. Calcular a concentração hidrogeniônica.
39 (FUVEST-SP) Galinhas não transpiram e, no verão, a frequência de sua respiração aumenta para resfriar seu corpo. A maior eliminação de gás carbônico, através da respiração, faz com que as cascas de seus ovos, constituídas principalmente de carbonato de cálcio, se tornem mais finas. Para entender tal fenômeno, considere os seguintes equilíbrios químicos:
Para que as cascas dos ovos das galinhas não diminuam de espessura no verão, as galinhas devem ser alimentadas a) com água que contenha sal de cozinha. b) com ração de baixo teor de cálcio. c) com água enriquecida de gás carbônico. d) com água que contenha vinagre. e) em atmosfera que contenha apenas gás carbônico.
40 (UNICAMP-SP) A metilamina, H 3 C – NH 2 , proveniente da decomposição de certas proteínas, responsável pelo desagradável cheiro de peixe, é uma substância gasosa, solúvel em água. Em soluções aquosas de metilamina ocorre o equilíbrio:
H 3 C – NH 2 (g) + H 2 O(ℓ) = H 3 C – NH 3 +(aq) + OH–(aq) Por que o limão ou o vinagre (soluções ácidas) diminuem o cheiro de peixe
13- Alternativa A Na água pura, [H+] = [OH-] a qualquer temperatura.
14- Alternativa C Para solução aquosa ácida, a 25°C, temos: I. Tem [H+] > [OH–]. Verdadeiro. II. [OH–] > 10–^7 mol/L. Falso. [OH–] < 10 –^7 III. Não contém íons OH–. Falso. Contém íons H+^ e OH-. IV. Apresenta [H+] > 10–^7 mol/L. Verdadeiro. V. É condutora da corrente elétrica. Verdadeiro.
15- Alternativa B KW = [H+]. [OH-] → 4. 10-14^ = X. X → X^2 = 4. 10-14^ → X = [H+] = [OH-] = 2. 10-7^ M
16- Alternativa D KW = [H+]. [OH-] → 10 -14^ = (10-3). [OH-] → [OH-] = 10-14^. 10+3^ → [OH-] = 1. 10-11^ M
17-
a)
1mL
1 gota. 0,05mL
20 gotas
b) a concentração de 1 gota é a mesma que a concentração da solução, ou seja, 0,001 mol/L.
18- a) A solução com menor condutividade elétrica é a que apresenta o eletrólito mais fraco, ou seja, com menor Ka, sendo assim trata-se da solução III (Fenol). b) A adição de água à solução, diminui a concentração molar dos íons em solução (diluição), diminuindo a luminosidade da lâmpada. c) CH 3 COOH CH 3 COO-(aq) + H+(aq) ΔH > 0
A ionização (reação direta) do ácido acético é endotérmica e por isso favorecida pelo aumento de temperatura, deslocando o equilíbrio para a direita, favorecendo sua ionização, aumentando desta forma a luminosidade da lâmpada.
19- Alternativa B No equilíbrio: 2 CrO 42 –^ + 2 H+^ Cr 2 O 72 –^ + H 2 O, a fim de se produzir dicromato, o equilíbrio deverá ser deslocado para a
direita, pelo efeito do íon comum, através da adição de uma solução ácida com [H 3 O+] > 10 –^7
20- KW = [H+]. [OH-] → 10 -14^ = (2.10-5). [OH-] → [OH-] = 1.10-14^ / 2. 10-5^ → [OH-] = 5. 10-10^ M
21- Alternativa E No equilíbrio temos: v 1 = v 2 , substituindo os dados ficamos com: 1. 10^11. [H+]. [OH-] = 2. 10-5^. [H 2 O] → KW = [H+]. [OH-] → 10 -14^ = (10-3). [OH-] → [OH-] = 10-14^. 10+3^ → [OH-] = 1. 10-11^ M 11 2 15 5
[H O] 1.
[H ].[OH ]^ ^ 2.10
a) Ca2+(aq) + CO 2 (g) + H 2 O(ℓ) 2 H+(aq) + CaCO 3 (s)
b) Com a formação de carbonato de cálcio o equilíbrio da reação do item a é deslocado para a direita, implicando na diminuição da concentração de dióxido de carbono atmosférico CO 2 (g).
23- a) Maior concentração molar dos íons implica em uma maior quantidade de íons em solução, apresentando maior condutividade elétrica. b) Para solução 0,001 M de NaOH, temos: [OH-] = 10-3^ M, [H+] = 10-11^ M, pOH = 3 e pH = 11
24-
a) Sabemos que:
pH = log
[H ]
, Hac H+^ + Ac-^ e
[H ].[Ac ]
K
a [HAc]
A solução com menor pH, apresenta maior [H+] e com isso maior Ka. Desta forma a solução de ácido fórmico possui menor pH b) Calculando a concentração de íons H+^ em solução:
5 2 6 6 3 1
[H ].[Ac ] (X).(X)
K 10 X 10 X= 10 X=[H ]=1.10 M
[HAc] (10 )
a
25- Nos três tubos de ensaio ocorre a hidrólise do íon amônio conforme o equilíbrio indicado: NH 4 +(aq) + H 2 O(ℓ) H 3 O+(aq) + NH 3 (g)
No tubo 1 a adição de carbonato de sódio, provoca um deslocamento do equilíbrio da hidrólise do íon amônio para a direita, devido ao consumo dos íons H 3 O+^ pela presença dos íons OH-^ do meio básico proveniente dos íons CO 3 2-. No tubo 2 a adição de bicarbonato de sódio, provoca um deslocamento do equilíbrio da hidrólise do íon amônio para a direita, devido ao consumo dos íons H 3 O+^ pela presença dos íons OH-^ do meio básico proveniente dos íons HCO 3 -. No entanto, a [OH-] do equilíbrio proveniente da hidrólise dos íons CO 3 2-^ é maior devido à maior constante do equilíbrio, fazendo com que o equilíbrio da hidrólise do íon amônio fique mais deslocado para a direita, implicando num odor mais pronunciado de amônia.
26- Alternativa D A intensidade da cor da solução será aumentada se borbulharmos NH 3 pois sua solução aquosa apresenta caráter básico: NH 3 + H 2 O NH 4 +^ + OH-. Sendo que a presença dos íons OH-^ do meio consomem os íons H+^ do equilíbrio, deslocando-o
para a direita, predominando a coloração vermelho.
27-
a)
2 comprimidos 0,36g Aspirina 1mol Aspirina
.. 0,02mol/L
0,2L solução 1 comprimido 180g Aspirina
b) Cálculo da [H+] que ionizou: [H+] = 0,05(5%). 0,02 = 1.10-3^ M Cálculo do pH da solução: pH = - log 10 10 -3^ → pH = 3,
28- Alternativa B Cálculo da [H+] na solução resultante: [H+] 1. V 1 + [H+]. V 2 = [H+]f. Vf → 0,6. 0,1 + 0,3. 0,2 = [H+]f. 0,3 → [H+]f = 0,4 mol/L
29- Alternativa B Soluções com caráter ácido apresentam [H+] > 10-7^ M, caráter básico [H+] < 10-7^ M e caráter neutro [H+] = 10-7^ M.
39- Alternativa C Água enriquecida de gás carbônico, desloca o último equilíbrio para a esquerda aumentando a concentração de H 2 CO 3 , portanto, os outros equilíbrios serão afetados, aumentando a concentração do íon CO 3 2-^ que vai favorecer a precipitação do CaCO 3.
40- O íon H+^ proveniente das soluções ácidas consome o íon OH-^ do equilíbrio deslocando-o para a “direita” diminuindo o efeito do cheiro de peixe.
