UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos
Departamento de Ciências Básicas
QUÍMICA ANALÍTICA – 10. ANO DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS
1) Quantos íons de Na+ estão contidos em 4,62g de Na3PO4?
2) Encontrar o número de mol presentes em:
a) 8,75 g de Mn3O4
b) 296 mg de Na2 B4O7 .10H2O
3) Calcular a concentração molar de HNO3 (63,0 g/mol) em uma solução de peso específico 1,42 e
70% (p/p) de HNO3.
1) Calcule a concentração de NaOH: massa = 0,0015g e um volume de água = 500,0 ml. Discutir os
algarismos significativos para as grandezas diretas e indiretas.
2) Quantos gramas de NaOH sólido são necessários para preparar 500ml de uma solução 0,04M?
Expressar a concentração desta solução em termos de N, g/l e % (p/v).
3) Quantos mililitros de H2SO4 5M são necessários para preparar 15000ml de uma solução H2SO4
0,002M?
4) Descreva a preparação de 2 litros de HCl 0,4 M iniciando com uma solução concentrada de HCl
(HCl 28% p/p e d = 1,15).
5) Qual é a concentração do íon H+, o pH, a concentração de íon OH- e de pOH de uma solução 0,001
M de HCl?
6) Quais são [H+], [OH-] e pOH de uma solução 0,002 M de HNO3?
7) Qual é a concentração de HNO3 numa solução cujo pH é 3,0?
8) Quantos íons H+ e OH- estão presentes em 250 ml de uma solução de pH 3,0?
9) Qual é o pH de uma solução de HCl 10-8M?
10) Quantos mililitros de H2SO4 0,025 M são necessários para neutralizar exatamente 525 ml de KOH
0,06M? Qual é o pH da solução neutralizada?
11) A capacidade de um tampão é a sua habilidade de resistir a variações de pH. Para um dado
sistema tamponado para um certo pH, o que determina sua capacidade de tamponamento?
12) Quando uma solução de AgNO3 é misturada com uma de NaI, não haverá formação de precipitado
desde que o produto iônico permaneça abaixo de Kps. Entretanto, se o produto iônico excede o
Kps ocorrerá precipitado até as concentrações de ambos os íons ficarem reduzidas a um ponto no
qual o produto iônico seja igual ao Kps. Assim pede-se responder: haverá formação de precipitado
se forem misturados 25,0 ml de NaI 1,4 x 10-9 M e 35ml de AgNO3 7,9 x 10-7 M? (Kps de AgI =
8,5 x 10-17)
13) O Kps do brometo de chumbo, PbBr2, é 4,0 x 10-5. Qual é a concentração mínima de íons brometo
necessária para precipitar PbBr2 de uma solução 0,080M de Pb(NO3)2?
14) Dada a tabela abaixo pede-se discutir a exatidão, a precisão e o conceito de algarismo
significativos das medidas realizadas pelos alunos no laboratório.
Tabela. Determinação do pH de uma solução de HCl 0, 4M utilizando um pHmetro digital ( erro =
0,01), realizada em triplicada.
Av. Duque de Caxias Norte, 225 - 13635-900 – Pirassununga, SP
Fone: 19-3565.4117/4143 - Fax: 19-3561.8606 - E-mail: zab@usp.br
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos
Departamento de Ciências Básicas
Aluno
Valores de pH
1
1,4
1,3
1,5
2
1,45
1,37
1,39
3
2,10
2,11
2,15
4
1,432
2,561
3,450
15) Encontre o número de algarismos significativos para cada número expresso abaixo:
7
7,0000
7,0007 x 10-2
7,4
0,0007
7 x 1014
7,0
0,07
7,4 x 10-21
7,40
0,0700
7,4321
700,007
16) Calcule os valores apropriados e desenhe a curva para titulação de 500mL de HCl 0,01N com
KOH 0,01N.
17) O ácido fraco HÁ está 0,1% ionizado (dissociado) numa solução 0,2M. a) qual é a constante de
equilíbrio para a dissociação do ácido (Ka)? b) Qual é o pH da solução? c) quantos mililitros de
KOH 0,1 N seriam necessários para neutralizar complemente 500ml da solução HÁ 0,2M?
18) Calcule a concentração do íon H+ numa solução 0,02 M de um ácido moderadamente forte, onde
Ka = 3 x 10-2 M.
19) Qual é o pH de uma solução 3,5 x 10-2M de uma amina com pKa de 9,6? (lembre que pKw = pKb
+ pKa).
20) Descreva os componentes de um tampão “acetato”. Mostre as reações pelas quais o tampão
acetato resiste a mudanças no pH quando da adição de íons H+ ou OH-.
21) Quais são as concentrações de HOAc e OAc- num tampão acetato 0,2 M, pH 5,00? O Ka para o
ácido acético é 1,70 x 10-5.
22) Descreva a preparação de 3 litros de tampão acetato 0,2 M, pH 5,00, partindo de acetato de sódio
triidratado sólido (PM 136) e solução de ácido acético 1M.
23) Calcule a concentração de todas as espécies iônicas de succinato presentes numa solução (tampão:
H2sucninato/Hsuccinato/succinato-2) de succinato 0,1 M, pH 4,59, pKa1 = 4,19 e pKa = 5,57. Qual
é o pI deste tampão?
24) No preparo de 1 litros de tampão acetato 0,100 mol/L, pH 5,00, partindo de acetato de
sódio (82,0 g/mol) e solução de ácido acético 1,00 mol/L, cujo pKa é igual 4,76, foram
gastos 5,20 g do sal de acetato e 37,0 mL do ácido acético. Explicar: (a) o fundamento
químico utilizado para se chegar ao resultado calculado; (b) cite outra maneira de preparar
o tampão, nas mesmas condições, empregando apenas o ácido acético e KOH. Explique a
resposta por meio de equação química; c) calcular a massa de KOH (MM = 56,10 g/mol)
necessária no preparo do tampão do item b.
25) Sabendo que HCl (MM = 36,5g/mol) concentrado tem 37,5 % (p/v) e possui densidade
específica de 1,19 g/mL pede-se: a) calcular a molaridade do HCl concentrado; b) calcular e
Av. Duque de Caxias Norte, 225 - 13635-900 – Pirassununga, SP
Fone: 19-3565.4117/4143 - Fax: 19-3561.8606 - E-mail: zab@usp.br
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos
Departamento de Ciências Básicas
descrever o preparo de 500 mL de HCl 0,2 mol/L; c) calcular o volume de HCl para o
preparo de uma solução HCl 25% (p/v).
26) Calcule a massa necessária de NaOH (MM = 40,0 g/mol) sólido necessário para preparar: a)
5 L de NaOH 2 mol/L; b) 2 litros de uma solução de NaOH pH 11,0 e c) 500 mL de uma
solução de NaOH 62% (p/v).
27) Titulação do vinagre com hidróxido de sódio padronizado. Sabe-se que num processo de
titulação de uma solução de vinagre foram necessários 12,25 mL de NaOH 0,150 mol/L
para titular 50,0 mL de uma solução diluída de vinagre (diluição: 25,0 mL de vinagre e
175,0 mL de água) em água. Sabe-se que a massa molecular do acido acético é 60,00
g/mol e que o valor de Ka do ácido acético é1,70 x 10-5. Pede-se: molaridade (mol/L) de
ácido acético no vinagre; b) porcentagem (p/v) de acidez titulável no vinagre; c) valor de
pH do vinagre.
28) Preparo de solução tampão ácido acético/acetato. Determinar o volume de ácido acético
glacial 98% (v/v) (densidade específica = 1,06g/mL) e a massa de acetato de potássio
sólido (MM = 98,15 g/mol) necessários para preparar 100 mL de um tampão ácido
acético/acetato 0,2 mol/L e pH = 5,0. Sabe-se que: 1) o valor de Ka do ácido acético =
1,70 x 10-5; 2) a equação pH = pKa + log[acetato]/[acido acético] descreve o
comportamento do tampão e 3) que a concentração do tampão (0,2 mol/L) é igual a soma
das concentrações de ácido acético e acetato de potássio na solução tampão.
29) Pede-se determinar: a) a quantidade em gramas de Na2CO3 (MM = 105,99 g/mol) sólido
necessária para neutralizar 2L de uma solução de HCl de pH 2,0; b) calcular o valor de pH
da solução neutralizada. O valor de ka2 = 4,69 x 10-11 para H2CO3.
30) Considere um caso onde 50,0 mL de uma solução de ácido maléico, um ácido diprótico,
1,00 mol/L são titulados com uma solução de NaOH 0,5 mol/L. Pede-se: a) calcular o pH
da solução de ácido maléico; b) calcular o pH da solução após adição de 50 mL de NaOH;
c) calcular o pH da solução após adição de 100 mL de NaOH e d) calcular o pH da
solução após adição de 150 mL de NaOH. Sabe-se que as constantes de dissociação do
ácido maléico são Ka1 = 1,5 x 10-2 e Ka2 = 2,6 x 10-7.
31) Calcular a concentração molar de hidróxido em uma solução de amônia 0,0750 mol/L (Kb
= 1,75 x 10-5).
32) Com relação aos ácidos polipróticos pede-se calcular a concentração molar de: a) H2A; b)
HA- e c) A-2. Sabe-se que pKa1 = 4,19 e pKa2 = 5,57; o valor da concentração molar da
solução é 0,1 mol/L, pH da solução = 5,57 e volume total da solução = 500 mL.
33) Em uma solução preparada através da mistura de 50,0 mL de Ni2+ 0,0500 mol/L com 50,0 mL de
0,0300 mol/L de EDTA (Y4-), formando o complexo [NiY]2-, em pH 10,0, pede-se: calcular a
concentração de Ni2+ e b) a concentração de EDTA (Y4-). Nestas condições o valor de α4 é de
0,35 e o Kabs é igual a 4,2 x 1018.
34) o valor de pAg de uma solução que resulta da titulação de 50,00 mL de NaCl 0,0500 mol/L com
os seguintes volumes de AgNO3 0,1000 mol/L: (a) 0,00 mL; (b) 24,50 mL; (c ) 25,00 mL e (d)
25,50 mL. Kps = 1,82 x 10-10.
35) Após a titulação de uma solução de succinato de sódio 0,1 M até atingir um valor de pH igual 4,88
pede-se expressar as concentrações de: a) succinato diprotonado; b)succinato monoprotonado e c)
succinato desprotonado. Sabe-se que os valores representativos da primeira e segunda
desprotonação para o referido ácido são respectivamente: pKa1 = 4,19 e pKa2 = 5,57.
Av. Duque de Caxias Norte, 225 - 13635-900 – Pirassununga, SP
Fone: 19-3565.4117/4143 - Fax: 19-3561.8606 - E-mail: zab@usp.br
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos
Departamento de Ciências Básicas
36) Na titulação de 0,2121 g de Na2C2O4 puro (134,00 g/mol) se gastam 43,31 mL de MnO4-. Qual é a
molaridade da solução de KMnO4?
2MnO4- + 5C2O42- + 16H+ 2Mn2+ + 10CO2 + 8 H2O
37) Com o objetivo de avaliar exatidão e precisão de uma pipeta volumétrica de dez mililitros um
estudante efetuou seis repetições de experimentos utilizando água como material de estudo.
Determinou-se a temperatura (T) e a massa (m) de água referente ao volume da pipeta em uma
balança. Resultados: m1 = 10,0090; m2 = 9,9900; m3 = 9,9899; m4 = 10,0100; m5 = 10,0000 e m6
= 10,1009. T = 26oC. Pede-se: a) determinar a média e o desvio padrão das massas de água.
38) Com o objetivo de determinar o teor de acidez de picles empregou-se volumetria ácido-base (ou
de neutralização) e indicador fenolftaleína. Para tal, foi necessário diluir a amostra 2 vezes e
empregou-se um volume de 25,00 mL para efetuar a titulação, o ensaio foi realizado em triplicata
e o volume gasto da solução padrão de KOH 0,015mol/L foram: a) 19,10mL; b) 20,00mL e c)
19,50mL. Pede-se expressar o resultado como média ± desvio padrão e número de algarismos
significativos corretos da: a) acidez titulável em termos de mol/L de picles; b) acidez titulável em
termos de porcentagem (p/v) de picles. Considere a acidez titulável devida ao ácido acético.
Expresse a reação química: c) envolvida no processo de titulação e d) reação química do indicador
de viragem (ponto de equivalência).
39) Com o objetivo de determinar o teor de Cálcio na água de uma fonte mineral empregou-se
titulação de complexiometria com uma solução padrão de EDTA 0,0200mol/L, pH =10 e o
indicador Erio-T. Neste caso foi necessário empregar 170mL de amostra (água mineral) para
efetuar a titulação com os volumes (mL) de EDTA: 1) 7,00; 2) 6,09;3) 6,99;4) 7,50;5) 8,00. Pede
expressar os resultados como média ± desvio padrão e número de algarismos significativos
corretos de: a) ppm de cálcio na água da fonte mineral; b) porcentagem de carbonato de cálcio
(p/v) na água da fonte mineral. Expresse a reação química: c) envolvida no processo de titulação e
d) reação química do indicador de viragem (ponto de equivalência).
40) Durante uma titulação de salmora de azeitona com uma solução padrão de nitrato de prata pelo
método de Mohr com o objetivo de determinar o teor de cloreto, gastou-se os respectivos volumes
(mL) do titulante para atingir o ponto de viragem das replicatas: 1) 14,00; 2) 15,5; 3) 15,02; 4)
16,00; 5) 15,50 e 6) 14,8. Neste caso, a amostra (salmora) foi diluída 12 vezes e empregou-se 15,0
mL na titulação. Pede expressar os resultados como média ± desvio padrão e número de
algarismos significativos corretos de: a) porcentagem de NaCl (p/v) na salmora; b) molaridade de
cloreto na salmora. Expresse a reação química: c) envolvida no processo de titulação e d) reação
química do indicador de viragem (ponto de equivalência).
41) É permitida adição de pequenas quantias de peróxido de hidrogênio nos alimento com o objetivo
de eliminar micro-organismos. No entanto, altas concentrações de peróxido de hidrogênio causam
distúrbios gastrointestinais. Amostras de leite (10,0mL) de uma mesma fonte foi titulada com uma
solução padrão de permanganato de potássio 0,0290 mol/L, em meio ácido. O ensaio foi realizado
em triplicata e foram utilizados 12,00mL, 12,50mL e 12,60mL de titulante em cada ensaio. Pede
expressar os resultados como média ± desvio padrão e número de algarismos significativos
corretos de: a) porcentagem de H2O2 (p/v) no leite ; b) molaridade de H2O2 (mol/L) no leite e c)
ppm de H2O2 no leite e c) “volumes” de H2O2 no leite. Expresse a reação química: c) envolvida no
processo de titulação e d) reação química do indicador de viragem (ponto de equivalência). O teor
de H2O2 encontrado no referido leite condiz o permitido pela legislação?
42) Para padronizar uma solução emprega-se um padrão primário de massa conhecida. Nas aulas
praticas de química analítica (2013) foram efetuadas 3 padronizações: 1) hidróxido de sódio para
ser utilizado como titulante do ácido acético do vinagre; 2) nitrato de prata como titulante de
cloreto da salmora de azeitona e 3) permanganato de potássio como titulante de H2O2. Pede-se
expressar: a) reação química de padronização de cada uma das soluções; b) o indicador de ponto
de viragem de cada uma das titulações das padronizações e as respectivas reações químicas; c)
Av. Duque de Caxias Norte, 225 - 13635-900 – Pirassununga, SP
Fone: 19-3565.4117/4143 - Fax: 19-3561.8606 - E-mail: zab@usp.br
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos
Departamento de Ciências Básicas
possíveis contaminantes no hidróxido de sódio, nitrato de prata e permanganato de potássio que
inviabilizam o uso destes como padrão primário.
43) Por que não foi necessário padronizar o EDTA no procedimento de determinação de cálcio no
leite em pó e na água da torneira durante a aula pratica de química analítica (2013)?
44) Por que foi necessário aquecer o conjunto de titulação de permanganimetria e nas outras titulações
efetuadas nas aulas praticas de química analítica (2013) não foi necessário?
45) Qual é a função de) a) ácido sulfúrico na permanganimetria, b) NH3/NH4Cl na titulação do cálcio
com EDTA.
Av. Duque de Caxias Norte, 225 - 13635-900 – Pirassununga, SP
Fone: 19-3565.4117/4143 - Fax: 19-3561.8606 - E-mail: zab@usp.br
Download

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO