Química
Atividade 1 - Recuperação⏐ 3os anos ⏐ Décio ⏐ ago/09
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O objetivo desta ficha é revisar alguns dos conceitos importantes para a prova de recuperação do
1º semestre.
As dúvidas devem ser encaminhadas por e-mail até o dia 06/08/2009. Não se esqueça de colocar no e-mail o
seu nome e o título Rec3ano.
1.
(Ita) Determine a massa de hidróxido de potássio que deve ser dissolvida em 0,500 L de água para que a
solução resultante tenha um pH = 13 a 25°C.
2.
(Unesp) A cinética da reação
2HgCl2+C2O42-→2Cl- + 2CO2 (g) + Hg2Cl2 (s)
Foi estudada em solução aquosa, seguindo o número de mols de Hg2Cl2 que precipita por litro de solução
por minuto. Os dados obtidos estão na tabela a seguir.
Pede-se:
a)
Determine a equação de velocidade da reação.
b)
Calcule o valor da constante de velocidade da reação.
c)
Qual será a velocidade da reação quando [HgCl2]=0,010 M e [C2O42-]=0,010 M?
3.
(Unesp) Uma mistura de dois volumes de H2 gasoso e 1 volume de O2 gasoso, quando submetida a uma
faísca elétrica, reage explosivamente segundo a equação:
2H2(g) + O2(g) → 2 H2O(g)
liberando grande quantidade de energia.
No entanto, se essa mistura for adequadamente isolada de influência externas (por exemplo, faísca elétrica,
luz etc.) pode ser mantida por longo tempo, sem que ocorra reação.
Se, ao sistema isolado contendo a mistura gasosa, forem adicionadas raspas de platina metálica, a reação
também se processará explosivamente e, no final, a platina adicionada permanecerá quimicamente
inalterada.
a)
Explique por que no sistema isolado, antes da adição da platina, não ocorre a reação de formação de água.
b)
Explique por que a platina adicionada ao sistema isolado faz que a reação se processe rapidamente.
4.
(Unesp) O éter etílico pode ser obtido por aquecimento do álcool etílico, segundo a reação
termodinamicamente possível:
2C2H5OH → C2H5-O- C2H5 + H2O
Experimentalmente, observa-se que o aquecimento direto do álcool puro não produz o éter esperado. Com a
adição do ácido sulfúrico ao álcool etílico antes do aquecimento, ocorre a formação rápida do éter etílico.
O ácido sulfúrico permanece quimicamente inalterado ao final da reação. Explique:
a)
Por que a reação de formação do éter etílico não ocorre na ausência do ácido sulfúrico, embora o processo
seja energicamente favorecido?
b)
Qual o papel desempenhado pelo ácido sulfúrico na reação, que faz que o processo ocorra rapidamente?
5.
(Unesp) A oxidação do íon iodeto pelo peróxido de hidrogênio em meio ácido ocorre segundo a equação
química balanceada:
H2O2 + 3I- + 2H+ → 2H2O + (I3)Medidas de velocidade de reação indicaram que o processo é de primeira ordem em relação à concentração
de cada um dos reagentes.
a)
Escreva a equação de velocidade da reação. Como é chamada a constante introduzida nessa equação
matemática?
b)
Os coeficientes da equação de velocidade da reação são diferentes dos coeficientes da equação química
balanceada. Explique por quê.
6.
(Unesp) Explique os seguintes fatos experimentais:
a)
Limalha de ferro dissolve-se mais rapidamente em ácido clorídrico se a mistura for submetida à agitação.
b)
A hidrólise alcalina de acetato de etila é mais rápida a 90°C de que a temperatura ambiente.
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7.
(UFC 2008) Considere o equilíbrio químico que se estabelece a partir de uma solução de acetato de sódio
0,1 mol.L-1 em meio aquoso, sabendo que o seu grau de hidrólise é 0,1%.
a)
Preencha corretamente a tabela a seguir com as concentrações em mol.L-1 de CH3COO-, CH3COOH e OH-.
Considere constante a concentração de H2O.
b)
Qual é o valor da constante de hidrólise para a solução de acetato de sódio 0,1 mol.L-1 na condição de
equilíbrio?
8.
(Ita) Quantos mols de ácido acético (HAc) precisam ser adicionados a 1,0 litro de água pura para que a
solução resultante, a 25°C, tenha o pH igual a 4,0? Sabe-se que nesta temperatura:
HAc(aq) ' H+(aq) + Ac-(aq); Kc = 1,8 × 10-5
Deixe claros os cálculos efetuados, bem como eventuais hipóteses simplificadoras.
9.
(Unesp) Um suco de tomate tem pH = 4,0 e um suco de limão tem pH = 2,0. Sabendo-se que pH = -log[H+]
e 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.
b)
Calcule o volume de solução aquosa de NaOH de concentração 0,010 mol/L necessário para neutralizar
100 mL de cada um dos sucos.
10. (Unesp) O fosfato de cálcio, Ca3(PO4)2, é um dos principais constituintes dos cálculos renais ("pedras nos
rins"). Esse composto precipita e se acumula nos rins. A concentração média de íons Ca2+ excretados na
urina é igual a 2.10-3mols/L. Calcule a concentração de íons PO43- que deve estar presente na urina, acima
da qual começa a precipitar fosfato de cálcio.
Produto de solubilidade de Ca3(PO4)2= 1. 10-25.
Massas atômicas: Ca = 40; P = 31; O = 16.
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11. (Unesp) Apesar dos efeitos tóxicos do íon Ba2+, sais de bário são ingeridos por pacientes para servirem
como material de contraste em radiografias de estômago. A dose letal para seres humanos é de 25 mg de
íons Ba2+ por quilograma de massa corporal.
Supondo que todos os íons Ba2+, solubilizados em uma solução aquosa saturada do sal pouco solúvel
BaSO4, sejam absorvidos pelo paciente, pergunta-se:
a)
Um paciente de 60 kg corre risco de vida se ingerir 200 ml da referida solução saturada? Justifique sua
resposta, mostrando os cálculos efetuados.
b)
que volume da referida solução corresponderia à dose letal para um paciente de 40 kg?
Massa molar do bário = 137 g/mol.
Constante do produto de solubilidade do BaSO4, Kps = 1x10-10
12. (Unesp) Dissolveu-se separadamente em três tubos de ensaio, contendo volumes iguais de água destilada,
0,1 grama de sais: acetato de sódio, cloreto de sódio e cloreto de amônio.
a)
O pH de cada uma das soluções será ácido, básico ou neutro? Quando o pH observado for diferente do de
água pura, escreva a equação da equação correspondente.
b)
Qual é o nome da reação que ocorre nas soluções em que há alteração de pH na dissolução de sais?
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GABARITO
1.
pH = 13 significa pOH = 1. Assim, [OH-] = 1.10-1 M
1.10-1 mol --------- 1 L
x mol--------------- 0,5 L
x = 0,5.10-1 = 5.10-2 mols
1 mol KOH ----------- 56 g
5.10-2 mols -------------- y
2.
y = 2,8 g
a)
b)
c)
V = k [HgCl2] . [C2O42-]2
1,8.10-5 = k.(0,15)2.0,1
v = 8,0 . 10-3.(1.10-2).(1.10-2)2
a)
b)
A reação OCORRE, porém com velocidade muito baixa.
Atua como catalisador, que reduz a Ea da reação, aumentando sua velocidade.
a)
O H2SO4 é o agente desidratante. Apesar de a reação ter fatores termodinâmicos favoráveis, ela não
ocorre na ausência do ácido devido a fatores cinético-químicos. A reação precisa de algum fator para
vencer a barreira energética que é a Ea.
Catalisador.
k = 8,0 . 10-3 M-2.min-1
v = 8,0 . 10-9 mol. L-1. min-1
3.
4.
b)
5.
a)
b)
V = k.[H2O2]1 . [I-]1 . [H+]1
k = constante de velocidade
Obtém-se a equação de velocidade experimentalmente. Essa velocidade depende da etapa lenta da
reação. Os expoentes da equação de velocidade são os da fase lenta que nem sempre é igual à equação
global balanceada. Só será igual quando se tratar de uma reação elementar.
a)
b)
Aumenta o número de choques efetivos, aumentando a velocidade da reação.
Aumenta a energia cinética das partículas, aumentando a velocidade da reação.
6.
7.
a)
b) Kh =
8.
(1.10 -4 ) 2 1.10 -8
=
= 1.10 -7 M
−1
−1
1.10
1.10
HAc (aq) '
x mol/L
H+ (aq)
10-4 mol/L
Kc = {[H+] . [Ac-]}/[Hac]
x ≈ 5,6 . 10-4 mol / L
+
Ac- (aq)
10-4 mol/L
→ 1,8 . 10-5 = (10-4 . 10-4)/x
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Hipóteses simplificadoras;
1 – Admite-se o volume da solução igual a 1,0 litro.
2 – Por se tratar de ácido fraco e não se ter conhecimento prévio do seu grau de ionização, a quantidade de
matéria, em mols, no equilíbrio é aproximadamente a mesma que a dissolvida no início.
9.
a)
b)
Tomate – [H+] = 10-4 e no limão - [H+] = 10-2. A concentração de [H+] do suco de limão é 100 vezes
maior que a do suco de tomate.
Os sucos de tomate e de limão contêm ácidos orgânicos fracos, dissolvidos, e para resolver a questão é
necessário conhecer a concentração em mol/L desses ácidos nos referidos sucos. Sendo HA o ácido
fraco do suco de limão e n mol/L a concentração inicial desse ácido:
Início
Equilíbrio
H+
0
(10-2 mol/L)
HA
'
n mol/L
(n - 10-2) mol/L
1 L de suco de limão – 10-2 mols de H+
A- (I)
0
(10-2 mol/L)
+
→ 0,1 L de suco de limão – 10-3 mols de H+
Adicionando-se 10-3 mols de OH- a 0,1 L de suco de limão, são neutralizados os 10-3 mols de H+, mas o
equilíbrio (I) desloca-se para a direita, produzindo mais H+, e o suco continua com [H+]>[ OH-], ou seja, o meio
continua ácido. Para calcular a quantidade de OH- necessária para neutralizar o suco de limão, precisamos
conhecer a concentração n mol/L ou a constante de ionização do ácido HA. O mesmo raciocínio vale para o suco
de tomate.
10. Ca3(PO4)2 (s) ' 3Ca2+(aq) + 2PO43-(aq)
Kps = 3x . (2x)2
Para começar a precipitar PI ≥ Kps. Assim,
2.10-3 . (2x)2 ≥ 1.10-25
x2 ≥ 0,125.10-22
→
→
8.10-3. x2 ≥ 1.10-25
x = 0,354.10-11
x = 3,54.10-12 mol/L
11.
a) Cálculo da concentração de íons Ba2+ em solução saturada de BaSO4.
BaSO4 (s)
' Ba2+ (aq) + SO42- (aq)
x mol/L
x mol/L
x mol/L
Kps = [Ba2+] . [SO42-]
x = 1 . 10-5 mol/L →
→ 1 . 10-10 = x . x
[Ba2+] = 1 . 10-5 mol/L
→ x2 = 1 . 10-10
A dose letal para um paciente de massa 60 kg:
1 kg - 25 mg de íons Ba2+
60 kg – x
x = 1.500 mg de íons Ba2+
Massa do íons Ba2+ em 200 mL de solução saturada:
1 . 10-5 mol - 1 L de solução
y - 0,200 L de solução
y = 2 . 10-6 mol de íon Ba2+
1 mol de Ba2+ - 137 g
2 . 10-6 mol de Ba2+ - z
z = 0,27 mg de íons Ba2+
Como esta quantidade é bem menor que a dose letal, o paciente não corre risco de vida.
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b)
Dose letal de íons Ba2+ para um paciente de massa 40 kg:
1 kg - 25 mg de íons Ba2+
40 kg – x
x = 1.000 mg de íons Ba2+
Volume de solução correspondente à dose letal:
1 mol de Ba2+ - 137 g
y - 1,0 g
y = 7,3 . 10-3 mol de Ba2+
1 . 10-5 mol de Ba2+ - 1 L de solução
7,3 . 10-3 mol de Ba2+ - z
z = 730 L de solução
12.
a)
acetato de sódio → básico
CH3COONa(s)
→
derivado de ácido fraco
CH3COO-(aq) + H2O(l) →
NH4Cl(s)
→ NH4+(aq)
derivado de base fraca
NH4+(aq) + H2O(l) →
b)
cloreto de sódio → neutro
CH3COO-(aq)
+
derivado de base forte
CH3COOH(aq)
+
meio básico
+
NH4OH(aq) +
meio ácido
cloreto de amônio → ácido
Na+(aq)
OH- (aq)
Cl- (aq)
derivado de ácido forte
H+(aq)
Hidrólise salina.
G:\Editoração\Ped2009\Química\Atividade 3ºbimestre 01-3C.doc
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