IV
A dissolução do dióxido de carbono na água é um fenómeno que condiciona o pH das
águas naturais e o aprisionamento do CO2 atmosférico pelas águas dos mares e dos rios.
A equação que traduz essa dissolução é:
CO2(aq)
CO2(g)
Sabendo que a constante deste equilíbrio a 25 ºC é de 2,858×10-2 e a 90 ºC é de
5,732×10-3,
1) Calcule o ∆H0 da reacção de dissolução do CO2 gasoso em água.
2) Sabendo que a pressão parcial média de dióxido de carbono na atmosfera a 25 ºC é
de 3×10-4 atm, calcule a concentração de equilíbrio (mol.L-1) de dióxido de carbono em
solução aquosa a essa temperatura.
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O carbonato de cálcio é o componente principal de vários materiais de construção como
o mármore, por exemplo. Socorrendo-se da tabela anexa,
a) escreva a reacção de dissolução do carbonato de cálcio em água e calcule a sua
solubilidade a 25 ºC.
b) A solubilidade do sal diminui com o aumento da temperatura. Demonstre este facto.
∆H0f / kJ.mol-1
-1207
-542,83
-677,14
CaCO3(s)
Ca2+(aq)
CO32-(aq)
S0f / J.mol-1.K-1
92,9
-53,1
-56,9
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O hidróxido de alumínio, Al(OH)3, é um produto da corrosão do alumínio que tem
propriedades passivantes. A tabela seguinte contém alguns dados termodinâmicos, a 25
ºC, respeitantes ao hidróxido de alumínio, cujo produto de solubilidade a 25 ºC é
Ks=3×10-34.
Al(OH)3 (sólido)
Al3+ (aq.)
OH- (aq.)
∆H0f (kJ.mol-1)
-986.6
-524,7
-230,0
∆G0f (kJ.mol-1)
?
-481,2
-157,24
a) Complete a tabela (calcule o valor que deve substituir o ponto de interrogação).
b) Calcule o pH de uma solução saturada a 25 ºC.
c) Calcule o produto de solubilidade do sal a 75 ºC.
Explicite as eventuais aproximações feitas em b) e c) e comente a sua validade.
V
1. a) Calcule a força electromotriz da seguinte pilha a 25ºC:
2+
+
Fe (s) ⎢ Fe (aq., 0,025 M) ⎢⎢ H (aq., 0,01 M) ⎢ H2 (g., 1 atm) ⎢ Pt (s)
b) Identifique o cátodo e o ânodo, escreva a reacção catódica, a reacção anódica, a
reacção espontânea da pilha e indique o sentido do movimento dos electrões no circuito
exterior e dos iões no electrólito.
2. Descreva o processo de corrosão de uma barra de ferro enterrada verticalmente em
areia húmida (caso de um pilar de pontão). Faça um pequeno desenho esquemático e
seja sucinto na resposta.
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Considere o seguinte sistema reaccional:
Au+(aq.) + Ag (s) ↔ Au (s) + Ag+ (aq.)
em que as concentrações das espécies iónicas no electrólito são: [Au+] = 5x10-3M e
[Ag+] = 0,10M.
1) Escreva as reacções de eléctrodo e represente esquematicamente a pilha. Determine o
valor de ∆G da reacção global da pilha e verifique se a reacção é espontânea.
2) Em achados arqueológicos é frequente encontrar objectos formados por ligas de
cobre e prata. Verifica-se que a camada superficial desses objectos tem actualmente um
teor em prata superior ao da liga no interior da peça. Explique muito sucintamente o
fenómeno.
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Considere a seguinte pilha:
Fe (s) ⎢ Fe2+ (aq., 0,001 M) ⎢⎢ O2(g., 0,2 atm) ⎢ OH─(aq., 1 × 10-5 M) ⎢ Pt (s)
a) Calcule a sua força electromotriz a 25ºC. Identifique o cátodo e o ânodo, escreva
a reacção catódica, a reacção anódica, e indique o sentido do movimento dos
electrões no circuito exterior e dos iões na ponte salina.
b) Escreva a reacção espontânea global da pilha e calcule a respectiva constante de
equilíbrio.
VI
3) A água da chuva, que atravesse exclusivamente a atmosfera antes de ser recolhida
num recipiente de vidro, não tem, a 25 ºC, pH=7. Justifique esta afirmação usando os
equilíbrios químicos que considere necessários para o efeito.
4) No trabalho 4 de laboratório foi preparado um electrólito misturando cinco
ingredientes. Explique o papel de cada um deles socorrendo-se das equações
electroquímicas que considere necessárias.
3) Uma das verificações que fez no laboratório foi a da variação do pH de uma água
natural proveniente de uma região granítica, devida ao contacto com um leito de pedras
calcárias (CaCO3) a temperatura constante. Justifique a variação observada com as
equações químicas que considere necessárias.
4) No trabalho 4 de laboratório estudou o processo de protecção contra a corrosão por
ânodo sacrificial. Descreva e explique completamente as observações feitas socorrendose das equações electroquímicas que considere necessárias.
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1. Imagine que recolheu água da chuva no topo da Serra da Estrela após dois dias
consecutivos de chuva. Essa água (não poluída) é ácida, neutra ou básica? Justifique
a resposta dada escrevendo as principais reacções químicas que justificam o pH
dessa água.
2. Considere a experiência realizada no laboratório em que um dos pregos imersos no
electrólito preparado foi ligado ao pólo negativo de uma bateria de 1,5 V. Tendo em
conta que se verificou a libertação abundante de um gás nesse eléctrodo, escreva as
equações químicas dos processos redox dominantes na pilha.