BC 0307 – Transformações Químicas
Lista de exercícios 5
1) Verifique se as seguintes afirmações estão certas ou erradas. Se estiverem erradas,
explique por quê.
a) Uma reação pára quando atinge o equilíbrio.
b) Uma reação em equilíbrio não é afetada pelo aumento da concentração de produtos.
c) Se a reação começa com maior pressão dos reagentes, a constante de equilíbrio será
maior.
d) Se a reação começa com concentrações maiores de reagentes, as concentrações de
equilíbrio dos produtos será maior.
e) Em uma reação de equilíbrio, a reação inversa começa assim que os produtos se
formam.
f) Se fizermos uma reação ocorrer mais rapidamente, podemos aumentar a quantidade de
produto no equilíbrio.
g) A energia livre de reação é zero no equilíbrio.
h) A energia livre padrão de reação é zero no equilíbrio.
2) A mistura de quatro gases NH3, O2, NO e H2O colocada em um reator atinge o equilíbrio
na reação 4 NH3(g) + 5 O2(g) ⇌ 4 NO(g) + 6 H2O(g). Certas mudanças são, então, feitas
na mistura. Examine cada mudança separadamente e explique o efeito (aumento,
diminuição ou nenhum) que elas provocam nos valores originais de equilíbrio da
quantidade da segunda coluna (ou K, se for o caso). A temperatura e o volume são
mantidos constantes.
Mudança
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
adicione NO
adicione NO
remova H2O
remova O2
remova NH3
remova NO
adicione NH3
Quantidade
quantidade de H2O
quantidade de O2
quantidade de NO
quantidade de NH3
K
quantidade de NH3
quantidade de O2
3) A análise de uma mistura de reação mostrou que sua composição é 0,417 mol·L-1 N2,
0,524 mol·L-1 H2, e 0,122 mol·L-1 NH3 em 800 K. Nessa temperatura, Kc = 0,278 para
N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g). a) Calcule o quociente de reação Qc. b) Será que a mistura de
reação está em equilíbrio? c) Caso não esteja, a tendência é formar mais reagentes ou mais
produtos?
4) A constante de equilíbrio Kc = 9,9 × 1025 para a reação 2 SO2(g) + O2(g) ⇌ 2 SO3(g) a
uma temperatura de 298 K. Suponha que, inicialmente, sejam injetados num recipiente
vazio os gases SO2 e O2, tal que as concentrações iniciais sejam 2 mol·L-1 e 1 mol·L-1,
respectivamente. a) Represente num único gráfico como variam as concentrações de cada
componente da mistura em função do tempo. Não é necessário fazer cálculos, apenas
representar de forma plausível as tendências e concentrações relativas de cada
componente. b) Se o sistema em equilíbrio for comprimido isotermicamente por meio de
um pistão, como a sua composição será alterada? c) E se ele for aquecido a volume
constante (considere que ∆H° = -198 kJ·mol-1)?
5) Sob certas condições, nitrogênio e oxigênio reagem para formar óxido de dinitrogênio,
N2O:
2 N2(g) + O2(g) ⇌ 2 N2O(g)
Imagine que uma mistura de 0,482 mol N2 e 0,933 mol O2 é colocada em um balão de reação
de volume 10,0 L e que se forme N2O em 800 K, temperatura em que K = 2,1 × 10-26.
Calcule as concentrações de cada um dos gases quando a mistura atinge o equilíbrio.
6) Qual é a diferença entre as definições de ácidos e bases de Arrhenius, de BrØnsted-Lowry e de
Lewis? Quando amônia é dissolvida na água ela comporta-se como uma base. Explique utilizando as
três teorias, quando possível.
7) Explique o termo auto-ionização da água. Explique o motivo da água pura ser má
condutora de eletricidade.
8) O pH médio do sangue arterial é 7,40. A temperatura normal do corpo, Kw = 2,4 x 10-14.
Calcule [H+] e [OH-] para o sangue nesta temperatura.
9) Calcule o pH das seguintes soluções:
a. 0,500 mol L-1 de HCl;
b. 1 x 10-8 mol L-1 de HNO3?
c. 1,5 x 10-3 mol L-1 de Sr(OH)2
10) Uma amostra de vinagre tem pH de 2,90. Supondo que o ácido acético seja o único ácido
que o vinagre possui, calcule a concentração do ácido no vinagre.
11) Dado que Ka do H3CCOOH é de 1,8 x 10-5 e o pKa do ácido hipocloroso é 7,52, perguntase qual é o ácido mais forte? E qual a base mais forte íon acetato ou hipoclorito? Calcule os
valores de Kb e pKb para os compostos.
12) Como um exemplo de fruta cítrica, temos a laranja. Sabendo que a esta possui o acido
cítrico cujo Ka é de 8.8 . 10-4 e o pH do suco da laranja está em torno de 3,5. Qual a
concentração de cítrico presente no suco? Podemos concluir que o acido cítrico é o único
acido presente no suco da laranja? Por quê?
13) Sabendo que um dos fatores que influenciam a absorção dos medicamentos pelo
organismo é existência ou não de carga na molécula, diga onde o acido acetilsalicílico e o
paracetamol são absorvidos. Visto que os pKa’s são 3,2 x 10-4 e o 9,7 respectivamente e o
pH do intestino é de aproximadamente 8,5 e do estomago 1,5.
14) Quando a respiração é deficiente – em caso de pneumonia ou de asma, por exemplo –, o
sangue fica mais ácido (acidose). Neste caso, a solução ministrada ao paciente é a de
carbonato de sódio. Sabendo que o pH do sangue é de 7,40 e que na acidose este muda para
7,30. (a) O que ocorreria com o pH do sangue se ao invés de carbonato de sódio, fosse
adicionado a mesma quantidade cloreto de amônio (Mostre por meio de calculo). (“Historia”
baseada
em
http://www.cienciamao.usp.br/dados/pru/_velocidadedasreacoesquimicaseequilibrioquimico.a
postila.pdf)
15) Qual a solubilidade do brometo de prata em uma solução de 0,10 molL-1 de KCN(aq)
16) Um químico pretende separar íons bário de íons chumbo utilizando íons sulfato com
precipitante. (a) Que concentrações de íon sulfato são necessárias para a precipitação de
BaSO4 e PbSO4 de uma solução que contém 0,010 molL-1 Ba2+(aq) e 0,010 molL-1 Pb2+(aq)? (b)
Qual é a concentração de íons de bario quando o sulfato de chumbo começa a precipitar?
17) Um constraste bastante utilizado para exames de raios X do sistema digestivo é o sulfato
de bário. Essa suspensão é ingerida e, após algumas horas, são feitas chapas de raios X da
região do aparelho digestivo a ser analisado. Porém em 2003, pacientes que utilizaram um
determinado lote desse contraste apresentaram graves sintomas de intoxicação e cerca de
vinte pessoas morreram, provavelmente em conseqüência de envenenamento por íons bário.
As investigações indicaram que o lote do medicamento encontrava-se contaminado por
carbonato de bário. Explique porquê a mudança de sulfato de bário para carbonato de bário
causou
a
intoxicação
dos
pacientes.
(“Historia”
baseada
em
http://www.cienciamao.usp.br/dados/pru/_velocidadedasreacoesquimicaseequilibrioquimico.a
postila.pdf)
18) As concentrações de íons magnésio, cálcio e níquel (II) em uma solução aquosa são iguais
a 0,0010 mol L-1. (a) Em que ordem eles precipitam quando KOH solido é adicionado? (b)
determine o pH que cada solido precipita.
19) Tendo as seguintes soluções saturadas, (a) sulfato de cálcio, (b) hidróxido de cálcio, (c)
fosfato de cálcio. Em qual delas a concentração de cálcio (II) é maior?
20) Uma solução contém os íons Mg2+ 10-1 mol/L e Fe3+ 10-1 mol/L. Em que faixa de pH
pode-se separar um cátion do outro, pela adição gota a gota, de uma solução de NaOH
1,0 mol/L?
21) NaOH diluído é adicionado a uma solução de Cu2+ 0,05 mol/L e Mn2+ 0,04 mol/L.
Pergunta-se:
(a) Que hidróxido precipita primeiro e em que pH?
(b) Qual a concentração do cátion do primeiro hidróxido metálico quando começa a
precipitar o segundo hidróxido metálico?
22) Quantos mLs de acetato de sódio 0,1 mol L-1 é preciso adicionar a 10 mL de ácido acético
0,010 mol L-1 para ter um tampão de pH 5,00.
23) Calcule o pH de uma solução tampão preparada pela adição de 10 mL de solução de HAc
0,10 M a 20 mL de solução de NaAc 0,10 M
24) Deve-se preparar uma solução tampão de HAc e NaAc. Sabe-se que a concentração do
HAc é 0,025 M. O pH da solução tem que ser 7,0. Qual é a concentração da solução de NaAc
no tampão? Seria coreto prepara uma solução desta forma?