Quimica Analitica i - Exs

Departamento de Sade Farmcia/Bioqumica Qumica Analtica I Primeiro roteiro de estudos Prof. Marco Roberto Marcomini

Plano de Ensino para a disciplina de Qumica Analtica I para o curso de Farmcia/BioqumicaA disciplina est no segundo semestre da grade curricular, possuindo uma carga horria semanal de quatro horas e uma carga horria semestral de oitenta horas e tem como objetivos fornecer uma viso geral sobre a importncia e campo de estudo da Qumica Analtica como uma ferramenta importante de trabalho farmacutico na anlise e determinao qualitativa de amostras, oferecendo-lhe suporte prtico-conceitual para outras disciplinas bsicas e especficas da grade curricular como qumica analtica II, toxicologia, controle de qualidade, anlises clnicas e bioqumicas. Para tanto a ementa da disciplina consta dos seguintes tpicos: clculos de concentrao relativos constante de equilbrio; princpios relativos ao equilbrio qumico; deslocamento de equilbrio; escala de potencial hidrogeninico e potencial hidroxilinico; hidrlise de sais e mecanismo de hidrlise; solues tampo e preparo e comportamento qumico das solues tampo.

Primeiro Roteiro de EstudosRecordando........Utilizando a tabela peridica presente na ltima pgina deste roteiro para consultar as massas molares atmicas, calcule as massas molares das substncias indicadas abaixo. Considere sempre as massas molares atmicas e as massas molares das substncias com, no mnimo, duas casas decimais. a) C12H22011 b) NaNO3 c) K2SO4 d) H2SO4 e) (NH4)3PO4 f) BaCl2 g) Al(OH)3 h) NaOH i) CH3CH2OH j) CH3CH2COOH l) CH3COOH m) H3BO3 (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) Calcular a quantidade em mol presente em 2,45 gramas de hidrxido de potssio. Calcular a quantidade em mol presente em 0,500 gramas de cido sulfrico Calcular a quantidade em mol presente em 156 g de glicose. Calcular a massa presente em 0,0450 mol de hidrxido de sdio. Calcular a massa presente em 10,30 mols de cido clordrico. Calcular a massa presente em 1,00 x 103 mols de cloreto de brio. Determinar a massa presente em 1,50 x 10-2 mol de nitrato de ferro III. Determinar a massa presente em 2,25 x 10-5 mol de nitrato de potssio. (1)

(10) Determinar a massa presente em 8,66 x 10-1 mol de cido sulfrico.

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Departamento de Sade Farmcia/Bioqumica Qumica Analtica I Primeiro roteiro de estudos Prof. Marco Roberto Marcomini(11) Determinar a quantidade em mol de etanol presente em 100 mL, cuja densidade 0,80 g mL-1. (12) Represente as frmulas moleculares para os cidos abaixo, escreva a reao de ionizao em meio aquoso para cada um deles e de nome aos nions formados: cido actico cido ciandrico cido frmico cido hipocloroso cido permangnico cido sulfdrico cido brico cido clrico cido fosfrico cido ioddrico cido perclrico cido sulfrico cido bromdrico cido crmico cido fosforoso cido ntrico cido peridico cido sulfuroso cido carbnico cido dicrmico cido idico cido nitroso cido oxlico cido hipofosforoso

(13) Represente as frmulas das seguintes bases e escreva as reaes de dissociao em meio aquoso (obs. use a tabela peridica e a tabela de ctions e nions para consultar a carga dos ctions!) hidrxido ferroso hidrxido de cobalto III hidrxido de cromo VI hidrxido de ltio hidrxido de prata hidrxido de amnio hidrxido de brio hidrxido de cobre I hidrxido cprico hidrxido de potssio hidrxido de sdio hidrxido cuproso hidrxido de chumbo IV hidrxido de ferro III hidrxido de ferro II hidrxido de magnsio hidrxido estnico hidrxido frrico

(14) Escrever os nomes dos seguintes sais. Sr(CN)2 ZnBr2 NaCl KBr Na2Cr2O7 Al2S3 K2SO4 NaI NH4IO3 PbI NH4Cl Na2CO3 Pt(SO4)2 AgCl NaNO3 NaHCO3 CuCl (NH4)2SO4 CaCO3 CH3COONa

(15) Represente as frmulas dos seguintes sais. cromato de bismuto sulfato de ferro III sulfato de sdio bicarbonato de sdio bicarbonato de magnsio carbonato de potssio cloreto cprico fosfato de alumnio hipoclorito de brio sulfeto de brio bissulfato de clcio brometo de clcio cloreto de mercrio II nitrato de amnio nitrato de alumnio diidrogenofostato de sdio monoidrogenofosfato de potssio Sulfeto de sdio

(16) Escrever as reaes de dissociao em meio aquoso para todos os sais presentes no exerccio 15 e em seguida escreva o nome do nion liberado em soluo. (17) A tabela a seguir contm na primeira coluna o nome de uma srie de cidos e na primeira linha o nome de uma srie de bases. Escrever as frmulas corretas para cada um dos cidos e bases presentes na primeira linha e na primeira coluna e complete a tabela escrevendo as frmulas e os nomes dos sais formados na reao entre cada cido e cada base correspondente.

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Hidrxido de sdio cido sulfrico cido ntrico cido clordrico cido sulfuroso cido fosfrico cido ciandrico cido sulfdrico cido brico cido perclrico cido hipocloroso cido idico cido carbnico cido actico cido fluordrico cido bromdrico cido cloroso

Hidrxido de potssio

Hidrxido de clcio

Hidrxido de amnio

Hidrxido de alumnio

Hidrxido de ferro III

Hidrxido de magnsio

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Segundo Roteiro de EstudosUnidades de concentrao, Diluio, Preparo de solues

(18) Uma soluo preparada dissolvendo 150 gramas de cloreto de sdio em 850 gramas de gua. Qual o ttulo desta soluo e qual a porcentagem em massa do soluto na soluo? (19) Uma soluo contm 15 gramas de glicose dissolvidas em uma certa massa de gua. Calcular a massa da soluo sabendo que ela contm 70% em massa de solvente. (20) Uma soluo contm 20 gramas de sacarose dissolvidas em uma certa massa de gua. Calcular a massa da soluo sabendo que ela contm 10% em massa de soluto. (21) So dissolvidos 45,0 gramas de hidrxido de sdio em gua. Calcular a massa de gua, sabendo que a quantidade de soluto corresponde a 5.0% em massa da soluo. (22) Determine a porcentagem em massa do soluto em uma soluo que contm 120 gramas de sulfato se sdio dissolvidos em 0,680 kg de gua. (23) Uma soluo de cido sulfrico apresenta ttulo igual a 0,20. Determine a massa do solvente sabendo que a massa de cido presente na soluo igual a 25,0 gramas. (24) Soro fisiolgico uma soluo aquosa de cloreto de sdio a 0,900 % em massa. Qual a massa de cloreto de sdio, em gramas, necessria para preparar 500,0 mL de soro fisiolgico, sabendo que a densidade da soluo igual a 1,00 g/mL. (25) Soro fisiolgico uma soluo aquosa de cloreto de sdio a 0,900 % em massa. Qual a massa de cloreto de sdio, em gramas, necessria para preparar 2,00 litros de soro fisiolgico, sabendo que a massa especfica da soluo 1,00 g/mL. (26) Uma soluo foi preparada dissolvendo-se 20,00 g de cloreto de clcio em gua suficiente para obter 400 mL de soluo aquosa. Calcule a concentrao da soluo em gramas por litro e em mol por litro. (27) Em um laboratrio preparou-se uma soluo contendo 3,70 g de hidrxido de sdio dissolvidos em 10,0 litros de gua. Qual a concentrao em gramas por litro e em mol por litro do soluto na soluo? (28) Calcular a concentrao comum e a concentrao em mol por litro de uma soluo que apresenta 450 gramas de cloreto de sdio dissolvidos em gua suficiente para preparar 2000 mL de soluo. (29) A concentrao comum de uma soluo 25,00 g/L. determinar o volume desta soluo sabendo que a massa de soluto presente igual a 60.00 gramas.4


(30) Determinar a massa de hidrxido de sdio necessria para preparar 500 cm3 de soluo com concentrao igual a 0,700 g/L. Calcular a concentrao em mol por litro da mesma soluo. (31) So dissolvidos 19,60 g de cido sulfrico em gua suficiente para obter 800,0 cm3 de soluo. Qual o valor da concentrao em mol por litro do cido na soluo? (32) Qual a massa de hidrxido de potssio presente em 400 mL de soluo 0,150 mol/L? Qual o valor da concentrao em gramas por litro da base na soluo? (33) Para matar baratas deve-se utilizar uma soluo aquosa a 30% de cido brico (d = 1,30 g/cm3). Qual a concentrao em mol por litro desta soluo? (34) Em 200 g de soluo alcolica de fenolftalena contendo 8,00 % em massa de soluto, qual a massa de fenolftalena, em gramas, contida na soluo? (35) Uma soluo aquosa de hidrxido de sdio tem densidade igual a 1,25 g/mL e 40% em massa de soluto. Calcule a massa, em gramas, de hidrxido de sdio presente em 100,0 mililitros de soluo. (36) Foram dissolvidos 1,500 gramas de nitrato de alumnio em gua suficiente para obter 0,500 L de soluo. Calcular a concentrao em mol por litro dos ons nitrato e alumno presentes nesta soluo (37) Foram dissolvidos 2,00 gramas de cido sulfrico em gua suficiente para obter 100 mL de soluo. Calcular a concentrao em mol por litro dos ons hidrnio e sulfato presentes nesta soluo. (38) Foram dissolvidos 2,00 gramas de cido fosfrico em gua suficiente para obter 500 mL de soluo. Calcular a concentrao em mol por litro dos ons hidrnio e fosfato presentes nesta soluo. (39) Uma soluo aquosa com densidade 1,20 g/cm3 apresenta 25% em massa de cloreto de magnsio. Quais os valores das concentraes em gramas por litro e em mol por litro do sal na soluo? (40) Uma soluo de soro fisiolgico apresenta teor igual a 0,900%. Sabendo que a soluo apresenta densidade igual a 1,020 g/cm3, calcular os valores das concentraes em gramas por litro e em mol por litro do sal na soluo do sal na soluo. (41) Qual a massa de fluoreto de amnio necessria para preparar 1,00 litro de soluo que contenha 2,00 mg de fluoreto por mililitro de soluo? (42) Para preparar 2,00 litro de soluo de cido clordrico, com concentrao 0,100 mol/L1, a partir do cido concentrado (16,0 mol/L), qual o volume de gua, em litros, que dever ser utilizado?

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Departamento de Sade Farmcia/Bioqumica Qumica Analtica I Primeiro roteiro de estudos Prof. Marco Roberto Marcomini(43) A partir de uma soluo de hidrxido de sdio na concentrao de 25,00 g/L, deseja-se obter 125,0 mL dessa soluo na concentrao de 10,00 g/L. Calcule, em mililitros, o volume da soluo inicial necessrio para esse processo. (44) Na preparao de 500,0 mL de uma soluo aquosa de cido sulfrico de concentrao 3,00 mol/L, a partir de uma soluo de concentrao 15,00 mol/L do cido, qual volume de soluo concentrada deve ser diludo? (45) Para preparar 1,200 litros de soluo 0,400 mol/L de cido clordrico, a partir do cido concentrado (16,0 mol/L), qual o volume de gua, em litros, que dever ser utilizado ? (46) Misturam-se 200 mililitros de soluo de hidrxido de potssio de concentrao 5,00 g L-1 com 300 mililitros de soluo da mesma base com concentrao 4,00 g L-1. Qual a concentrao em g L-1 da soluo final? (47) Qual o volume de soluo de cido sulfrico a 20,0 % em massa e com densidade 1,14 g cm-3 necessrio para preparar 200,0 mL de soluo 0,200 mol L-1 ? (48) Qual a concentrao, em mol L-1, da soluo formada pela adio de 75,00 mL de gua em 25,00 mL de soluo 0,200 mol L-1 de cloreto de sdio? (49) Para aliviar as dores e coceiras de um doente de catapora, uma enfermeira dissolveu trs pacotes, com 40,0 g cada, de permanganato de potssio em 2,00 de gua. Retirou metade desse volume e diluiu em uma banheira acrescentando mais 19,0 litros de gua. Qual a concentrao do sal na gua da banheira em mol L-1? (50) A quantidade mxima de ingesto diria aceitvel (IDA) de cido fosfrico, aditivo em alimentos, de 5,00 mg kg-1 de peso corporal. Calcule o volume de refrigerante, contendo cido fosfrico na concentrao 0,600 g L-1, que uma pessoa de 60 kg deve ingerir para atingir o limite mximo de IDA. (51) Para anlise de chumbo numa amostra de gua de um reservatrio, foram coletados 1000 mL da amostra, que foram concentrados para 100 mL, por evaporao. A concentrao de Pb+2 na soluo concentrada foi determinada como sendo 20,72 mg L-1. (a) qual a concentrao de Pb+2 na gua do reservatrio, em mg L-1; (b) qual a concentrao de chumbo na gua do reservatrio, em mol L-1. (52) Um bom usque possui, em mdia, um teor alcolico de 40% volume por volume. Sabe-se, ainda, que o limite de lcool permitido legalmente no sangue de um motorista, em muitos pases, de 0,0010 g mL-1. a- Calcule, em gramas, a massa total de lcool que deve estar presente no sangue de uma pessoa para produzir uma concentrao de 0,0010 g mL-1. Sabe-se que o volume mdio de sangue em um ser humano 7,0 litros. b- Calcule o volume de lcool, em mL, que corresponde massa calculada no item 1. A densidade do lcool 0,80 g mL-1. c- Calcule o volume, em mL, de usque necessrio para provocar o teor alcolico de 0,0010 g mL-1. Sabe-se que cerca de 13% do lcool ingerido vai para a corrente sangnea.

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Departamento de Sade Farmcia/Bioqumica Qumica Analtica I Primeiro roteiro de estudos Prof. Marco Roberto Marcominid- Sabendo-se que o teor alcolico da cerveja aproximadamente 5 %, calcule o volume, em mL, de cerveja necessrio para provocar o teor alcolico de 0,0010 g mL-1. (53) O antianmico ENDOFOLIN vendido em embalagens contendo 30 mL de soluo e, em cada mililitro, so encontrados 0,20 mg de cido flico e 50 mg de cido ascrbico. (a) Calcule a concentrao em gramas por litro de cido flico e cido ascrbico presente neste frmaco; (b) represente a frmula estrutural e a frmula molecular destas duas substncias; (c) calcule a concentrao em mol por litro de cada uma das duas substncias presentes no frmaco; (d) calcule a massa de cada substncia necessria para preparar 2,0 litros de soluo do frmaco; (e) calcule a quantidade em mol de cada substncia necessria para preparar 5,0 litros de soluo do frmaco. (54) O antifngico e antimictico FUNGOL vendido em embalagens contendo 30 mL de soluo e, em cada mililitro, so encontrados 20 mg de cido saliclico e 40 mg de cido brico, 3 mg de iodo, 4,5 mg de iodeto de potssio e 0,1 mg de ficsina bsica. (a) Calcule a concentrao em gramas por litro de cada um dos componentes presentes na soluo deste frmaco; (b) represente a frmula estrutural e a frmula molecular de cada um dos componentes presentes na soluo deste frmaco; (c) calcule a concentrao em mol por litro de cada uma das duas substncias presentes no frmaco; (d) calcule a massa de cada substncia necessria para preparar 2,0 litros de soluo do frmaco; (e) calcule a quantidade em mol de cada substncia necessria para preparar 5,0 litros de soluo do frmaco.

Terceiro Roteiro de EstudosEquilbrio Qumico e deslocamento de equilbrio(55) D uma definio para velocidade de reao. (56) Um analista, efetuando medidas do nmero de moles do gs hidrognio para a reao de formao da amnia, obteve, em funo do tempo, a seguinte tabela. Calcular a velocidade mdia da reao nos intervalos de 0 min e 5 min; 5 min a 15 min e 10 min a 20 min. Tempo (min) Quantidade em moles do gs hidrognio existente 0 20,0 5 10,0 15 2,5 20 1,25 (57) Explique como a temperatura, a superfcie de contato, a concentrao e a presso influem na velocidade de uma reao qumica. (58) Escreva a equao da constante de equilbrio em funo da concentrao (Kc) para os seguintes sistemas em equilbrio. a) N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)

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Departamento de Sade Farmcia/Bioqumica Qumica Analtica I Primeiro roteiro de estudos Prof. Marco Roberto Marcominib) c) d) e) f) 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) 3 Fe(s) + 4 H2O(g) Fe2O3(s) + 4 H2(g) CaC2(s) + CO(g) CaO(s) + 3 C(s) 2 NaCl(aq) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) + HCl(aq) H2(g) + S(l) H2S(g)

(59) Num recipiente de 2,0 litros de capacidade encontra-se o seguinte sistema em equilbrio: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) Calcule o valor da constante de equilbrio (Kc), sabendo que no equilbrio existem 2,0 mol L-1 de gs nitrognio, 4,0 mol L-1 de gs hidrognio e 1,0 mol L-1 de gs amnia. (60) Em determinadas condies de temperatura e presso, existe 0,5 mol L-1 de N2O4 em equilbrio com 2 mols L-1 de NO2, segundo a equao N2O4(g) 2 NO2(g). Qual o valor da constante de equilbrio nestas condies? (61) Determine o valor da constante de equilbrio para a reao condies da questo anterior. 2 NO2(g). N2O4(g) nas

(62) Numa das etapas da fabricao do cido sulfrico, ocorre a transformao de dixido de enxofre em trixido de enxofre devido reao do primeiro com oxignio. Se, em determinadas condies de presso e temperatura, existirem em equilbrio 0,80 mol L-1 de SO2, 1,25 mol L-1 de O2 e 2,0 mol L-1 de SO3, determine o valor da constante de equilbrio nessas condies. (63) O fosfognio um gs txico, utilizvel em arma qumica, que pode ser obtido pelo processo a seguir, a 530oC: CO(g) + Cl2(g) COCl2(g). Quando o sistema atinge o equilbrio, o valor da constante de equilbrio 1,50 e so encontrados 0,70 mols L-1 de monxido de carbono e 1,75 mols L-1 de gs cloro. Determine a concentrao do gs fosfognio nestas condies. (64) Num recipiente de um litro foram misturados 2,00 moles de monxido de carbono e 2,00 moles de gs oxignio. A certa temperatura estabelece-se o seguinte equilbrio: 2 CO(g) + O2(g) 2 CO2(g) Calcule o valor da constante de equilbrio Kc sabendo que 90% do monxido de carbono reagiu com gs oxignio formando gs carbnico. (65) Em um recipiente de 1 litro so introduzidos 5,0 mols de N2O4 que se transformam em NO2. Uma vez atingido o equilbrio, resta no sistema 1,3 mol de reagente. Calcule o valor da constante de equilbrio na temperatura do experimento. (66) Ainda para o exerccio anterior, esboce um grfico que mostra a variao das concentraes de reagente e produto em funo do tempo. (67) Num recipiente de dois litros so colocados 8,0 mols L-1 de monxido de carbono 8,0 mols L-1 de gs cloro para tomarem parte da formao de fosfognio (vide exerccio 64). Aps atingido o equilbrio, 75% do monxido de carbono se transforma em produto. Calcule o valor da constante de equilbrio aps atingido o equilbrio.

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(68) Ainda para o exerccio anterior, esboce um grfico que mostra a variao das concentraes de reagente e produto em funo do tempo. (69) Aquecendo 3,0 mol L-1 de PCl5 em recipiente fechado, o equilbrio atingido quando 40% do PCl5 se decompe em PCl3 e Cl2. Qual o valor da constante de equilbrio (Kc)? (70) A obteno de SO3 gasoso ocorre quando se juntam quantidades estequiomtricas dos gases SO2 e O2. Durante a obteno do produto, amostras so retiradas e analisadas em funo do tempo, e os resultados esto apresentados na tabela abaixo. Calcule a constante de equilbrio (Kc), em termos de concentrao, para o sistema apresentado. Tempo/min [SO3]/mol L-1 [SO2]/mol L-1 [O2]/mol L-1 0 0,0 6,0 5,0 2 1,0 5,0 4,5 4 2,0 4,0 4,0 6 3,0 3,0 3,5 8 4,0 2,0 3,0 10 4,0 2,0 3,0 12 4,0 2,0 3,0

(71) O iodeto de hidrognio se decompe formando os gases hidrognio e iodo. Um recipiente contendo inicialmente 5,00 mol L-1 de iodeto de hidrognio aquecido e, quando atinge o equilbrio a concentrao do gs hidrognio 1,50 mol L-1. Qual o valor da constante de equilbrio (Kc) nestas condies? (72) Na produo do cido sulfrico, uma das etapas a oxidao do dixido de enxofre produzindo trixido de enxofre. Reagindo 6,00 mol L-1 de dixido de enxofre com 5,00 mol L-1 de gs oxignio, o equilbrio atingido quando a concentrao de trixido de enxofre igual a 4,00 mol L-1. Qual o valor da constante de equilbrio (Kc) para esta reao? (73) So misturados a alta temperatura 1,00 mol L-1 de gs hidrognio e 1,00 mol L-1 de gs iodo. As substncias reagem formando iodeto de hidrognio e, aps certo tempo, chega-se a um equilbrio, onde se constata a presena de 0,220 mol L-1 de hidrognio. Qual o valor da constante de equilbrio (Kc), nestas condies? (74) O acetado de etila um ster muito usado como solvente de vernizes. Em um recipiente de 1,00 L, foram misturados 6,00 mols de acetado de etila e 6,00 mols de gua. Os compostos reagem produzindo etanol e cido actico. Depois de algum tempo, o sistema atingiu o equilbrio e foram encontrados apenas 2,00 mols de ster. Qual o valor aproximado da constante de equilbrio (Kc) para esta reao? (75) N2O4 e NO2, so gases poluentes do ar que encontram-se, normalmente, em equilbrio qumico de acordo com a reao N2O4(g) 2 NO2(g). Em uma experincia introduziu 0,75 mol de N2O4 em um reator de 1,00 litro. Estabelecido o equilbrio, a concentrao de NO2 foi de 0,060 mol L-1. Qual o valor da constante de equilbrio (Kc) desse equilbrio? (76) dada a reao qumica a seguir: N2(g) + O2(g) NO2(g). Inicialmente reagiu-se 5,00 mol L-1 de N2 e 10,00 mol L-1 de O2. No equilbrio a concentrao de NO2 formado foi de 6,00 mol L-1.. Calcule a constante de equilbrio em funo da concentrao das espcies (Kc).

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Departamento de Sade Farmcia/Bioqumica Qumica Analtica I Primeiro roteiro de estudos Prof. Marco Roberto Marcomini(77) Quais os fatores capazes de deslocar um equilbrio qumico? Explique cada um deles. 2 NO(g) + Cl2(g), o valor da constante Kc 4,7x10-4. Como a variao (78) No equilbrio 2NOCl(g) da presso pode ser utilizada para aumentar o valor da constante de equilbrio? Justifique sua resposta. (79) Na alta atmosfera ou em laboratrios, sob ao de radiaes eletromagnticas (ultravioleta, ondas de rdio, etc), o oznio formado atravs de reao endotrmica: 3 O2(g) 2 O3(g) a) o aumento da temperatura favorece ou dificulta a formao de oznio? Justifique sua resposta. b) o aumento da presso favorece ou dificulta a formao de oznio? Justifique sua resposta. c) a remoo de oznio medida que ele vai sendo formado favorece ou dificulta a formao de oznio? Justifique sua resposta. d) a introduo do gs oxignio ao sistema favorece ou dificulta a formao de oznio? Justifique sua resposta. (80) O CoCl2 um sal de cor azul que se hidrata facilmente, passando a CoCl2.2H2O de cor rosa. Enfeites com o gatinhos, galinhos e outros bibels so recobertos com esse sal e mudam de cor em funo da umidade do ar. a) Escreva a equao qumica que representa o equilbrio entre o sal anidro (sem gua) e o hidratado (com gua). b) Indique qual a cor dos bibels em funo do tempo mido ou seco. Justifique sua resposta utilizando os conceitos de deslocamento de equilbrio qumico. (81) Considere o seguinte sistema em equilbrio: 2 H2S(g) + 3 O2(g) 2 H2O(g) + 2 SO2(g) H = -247,85 kcal

Diga o que ocorrer com a concentrao do dixido de enxofre quando o equilbrio for alterado apenas por: (a) remoo de sulfeto de hidrognio; (b) aumento de temperatura; (c) aumento de presso; (d) adio de gs oxignio; (e) adio de catalisador. (82) Qual a influncia dos catalisadores nos equilbrios qumicos? Justifique.

Quarto Roteiro de EstudospH e pOH(83) Um certo vinho de mesa tem pH 3,40. Qual a concentrao dos ons hidrnio e dos ons hidrxido no vinho? A bebida cida ou alcalina? (84) O leite de magnsia, Mg(OH)2, tem pH 10,5. Qual a concentrao dos ons hidrnio e dos ons hidrxido no leite de magnsia? O anticido cido ou alcalino?

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Departamento de Sade Farmcia/Bioqumica Qumica Analtica I Primeiro roteiro de estudos Prof. Marco Roberto Marcomini(85) Qual o pH de uma soluo de cido ntrico 0,0013 mol L-1, considerando 100% dissociado? Qual a concentrao de ons hidrxido na soluo? (86) Qual o pH de uma soluo de cido sulfrico 0,00065 mol L-1, considerando 100% dissociado? Qual a concentrao de ons hidrxido na soluo? (87) Qual o pH de uma soluo de cido fosfrico 1,30 x 10-5 mol L-1, considerando 100% dissociado? Qual a concentrao de ons hidrxido na soluo? (88) O pH de uma soluo de cido sulfrico totalmente dissociado 5,35 a 25oC. Qual a concentrao de ons hidrnio na soluo e qual a concentrao do cido na soluo? (89) O pH de uma soluo de hidrxido de brio (base forte e totalmente dissociada) 10,66 a 25oC. Qual a concentrao de ons hidroxila e hidrnio na soluo e qual a concentrao da base na soluo? Se o volume da soluo for 125 mL, quantos gramas de hidrxido de brio esto dissolvidos? (90) A fenolftalena, um indicador cido-base, um cido fraco que, em gua, estabelece o seguinte equilbrio: C20H14O4(aq) + 2 H2O(l) 2 H3O+(aq) + C20H12O42-(aq) incolor rosa Usando o princpio de Le Chatelier (princpio que descreve o deslocamento de equilbrio de uma reao), explique a razo do corante existir como uma molcula incolor em soluo cida e como on de colorao vermelha intensa em soluo alcalina (bsica). (91) O cido oxlico um cido diprtico moderadamente fraco, que, em soluo aquosa, estabelece o equilbrio representado abaixo: H2C2O4(aq) + 2 H2O(l) 2 H3O+(aq) + C2O42-(aq)

Explique por qu a diminuio do pH da soluo aquosa acima desloca o equilbrio no sentido de formao do cido oxlico (esquerda). Entretanto o aumento do pH desloca o equilbrio no sentido de formao da espcie inica C2O42- (direita). Justifique esta outra variao. (92) A reao de decomposio do trixido de dinitrognio formando monxido de nitrognio e dixido de nitrognio endotrmica (H = 40,5 kJ mol-1). Preveja o efeito sobre a posio de equilbrio das seguintes modificaes (para a direita, para a esquerda, sem deslocamento) quando se perturba o sistema em equilbrio de cada maneira a seguir: N2O3(g) a) b) c) d) e) NO(g) + NO2 (g)

Adio de N2O3(g) Adio de NO2(g) Abaixamento da temperatura do sistema Aumento do volume do recipiente (abaixamento da presso) Adio de catalisador.

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(93) Sob certas condies, o butano converte-se a isobutano e a constante de equilbrio da reao 2,50 a 25oC. Considerando esta converso um processo endotrmico, qual o efeito provocado no valor da constante de equilbrio (Kc) se a temperatura for aumentada para 50oC? (94) Duas solues A e B tm, respectivamente, pH 2,00 e pH 3,00. Assim sendo, qual o valor da relao [H+]A / [H+]B? (95) O pH de uma soluo 6. Para diminuir o pH da mesma para 2, quantas vezes deve ser aumentada a concentrao de ons hidrnio? (96) A constante de ionizao da gua (Kw), temperatura normal do corpo humano (37oC) 2,42 x 10-14. Qual o pH de uma soluo neutra a essa temperatura e qual a concentrao de ons hidrnio? (97) gua mineral com gs pode ser fabricada pela introduo de gs carbnico na gua, sob presso um pouco superior a uma atmosfera. a) Essa gua cida ou alcalina? Justifique escrevendo a equao da reao. b) Se a garrafa for deixada aberta, o que acontecer com o pH da gua? Explique. (98) A metilamina, proveniente da decomposio de certas protenas, responsvel pelo desagradvel cheiro de peixe uma substncia gasosa e solvel em gua. Em solues aquosas de metilamina ocorre o equilbrio: H3C-NH2(g) + H2O(l) H3C-NH3+(aq) + OH-(aq)

a) O pH de uma soluo aquosa de metilamina ser maior, menor o igual a 7? Explique. b) Por que suco de limo ou vinagre diminuem o cheiro de peixe? (99) Em soluo aquosa, ons cromato (CrO4-), de cor amarela, coexistem em equilbrio com ons dicromato (Cr2O72-), de cor alaranjada, segundo a reao: 2 CrO4-2(aq) + 2 H+(aq) Cr2O72-(aq) + H2O(l)

Para que a cor alaranjada se torne mais intensa deve-se aumentar ou diminuir o pH da soluo? Justifique. (100) O ferro um dos elementos mais abundantes na crosta terrestre. O on Fe+3 em soluo aquosa hidrolisado de acordo com a equao: Fe+3(aq) + 3 H2O(l) Fe(OH)3(s) + 3 H+(aq)

a) Com base nessa equao, explique por que na gua do mar (pH = 8) no h ons Fe+3(aq) presentes. b) Em relao ap pH, o que se pode dizer sobre as guas de determinados rios que so ricas em ons Fe+3(aq)?

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(101) A gua de cloro, usada como bactericida no tratamento de gua, obtida borbulhando-se o gs cloro (Cl2) em gua (H2O), conforme reao abaixo: Cl2(g) + H2O(l) HClO(aq) + H+(aq) + Cl-(aq)

Mantendo-se a temperatura constante e diminuindo a presso do sistema o pH da soluo aumenta ou diminui? Justifique sua resposta utilizando o Princpio de Le Chatelier.

Quinto roteiro de estudosHidrlise Salina(102) Considere as solues aquosas dos seguintes sais: acetato de sdio, cloreto de amnio, sulfato de amnio, sulfeto de amnio, nitrato de clcio, carbonato de potssio, cloreto de prata, cianeto de potssio. Identifique quais so cidas, bsicas ou neutras. (103) Escreva a equao qumica que representa a reao de hidrlise dos ons: nquel II, fosfato, acetato, clcio, bicarbonato, iodeto, cianeto, sulfeto, cobre II, nitrato. (104) As propriedades de um indicador cido-base esto esquematizadas na equao e na figura abaixo: HInd(aq) (amarelo) pH: 0 1 2 3 4 5 6 amarelo H+(aq) + Ind-(aq) (azul)

7 verde

8 9 10 11 12 13 14 azul

Que cor apresentar este indicador quando for adicionado em solues aquosa das seguintes substncias: cido actico, cloreto de hidrognio, hidrxido de amnio, cloreto de sdio e acetato de sdio? Justifique sua resposta. (105) Dissolveu-se separadamente em trs tubos de ensaio contendo volumes iguais de gua destilada, 0,01 mol dos sais acetato de sdio, cloreto de sdio e cloreto de amnio. Indique se as solues resultantes sero cidas, bsicas ou neutras. Quando o pH observado for diferente do pH da gua pura, escreva a equao da reao de hidrlise. (106) Carbonato de sdio, quando adicionado gua, se dissolve/ioniza conforme a reao: Na2CO3(s) + H2O(l) HCO3-(aq) + 2Na+(aq) + X

Nesta equao X corresponde a qual on e qual ser o pH da soluo resultante?

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Departamento de Sade Farmcia/Bioqumica Qumica Analtica I Primeiro roteiro de estudos Prof. Marco Roberto Marcomini(107) Para se obter uma soluo aquosa com pH maior que 7,0, qual(is) do(s) sal(is) a seguir deve(m) ser dissolvido(s) em gua pura: cloreto de ferro, cianeto de potssio, bicarbonato de sdio, cloreto de amnio, cloreto de sdio e fenolato de sdio? Justifique sua resposta utilizando as reaes de hidrlise. (108) Considere os sais cloreto de amnio, acetato de potssio, carbonato de brio, sulfato de sdio, cianeto de potssio. Solues aquosas de mesma concentrao destes sais tm diferentes valores de pH. Indique, entre esses sais, um que produza uma soluo cida, um que produza uma soluo bsica e um que produza soluo neutra. (109) Mediu-se o pH de solues aquosas de cloreto de sdio, benzoato de sdio e cloreto de amnio. Os resultados obtidos indicaram que a soluo de cloreto de sdio neutra, a de benzoato de sdio bsica e a de cloreto de amnio cida. 1. Explique por que as solues apresentaram essas caractersticas. 2. Escreva a equao qumica correspondente dissoluo de cada substncia em gua. Nos casos em que ocorre hidrlise, escreva a reao de hidrlise do sal. (110) Foram preparadas sete solues aquosas 0,10 mol L-1, variando apenas o soluto. Qual delas ter menor valor de pH e a qual delas ter maior valor de pH? Soluo de cido frmico Soluo de hidrxido de potssio Soluo de hidrxido de alumnio Soluo de hidrxido de magnsio Soluo de cido ntrico Soluo de cido sulfdrico Soluo de cloreto de sdio Soluo de sulfato de sdio

(111) Um estudante preparou quatro solues aquosas incolores: cloreto de sdio, bicarbonato de sdio, cloreto de amnio e acetato de amnio. No entanto, ele se esqueceu de rotular os frascos e, ao terminar, no sabia diferenciar os frascos. Descreva um mtodo experimental rpido que o estudante poderia utilizar para identificar os frascos das solues. (112) Foram preparadas solues aquosas dos seguintes compostos: NaCN, KCl, NH4Cl, KOH e H2SO4. Coloque as solues destes compostos em ordem crescente de acidez. Justifique sua resposta. (113) A qumica e conservao dos dentes A preocupao em cuidar dos dentes remonta s mais antigas civilizaes, a exemplo dos gregos, romanos, rabes, maias e chineses. No entanto, a primeira escola de odontologia do mundo foi criada somente em 1840 nos Estados Unidos. Dentre as prticas usadas para a conservao dos dentes, os dentifrcios tm um papel importante e o primeiro dentifrcio comercial foi desenvolvido em 1850 tambm nos Estados Unidos. A principal funo dos dentifrcios atuar como agente auxiliar na escovao, visando a limpeza dos dentes. Na nossa boca existem milhares de microrganismos. Por causa de sua temperatura amena e constante de 36 oC, de sua umidade permanente e pelo fluxo de nutrientes (alimentos), a boca pode ser considerada como um ambiente ideal para a proliferao destes microrganismos. Em 1890, um cientista americano chamado W.D. Miller formulou uma teoria relacionando o aparecimento de cries com o desenvolvimento de colnias de bactrias na boca. Para isso, fez o seguinte experimento: colocou um dente extrado em um frasco e adicionou um pouco de saliva e

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Departamento de Sade Farmcia/Bioqumica Qumica Analtica I Primeiro roteiro de estudos Prof. Marco Roberto Marcominium pedao de po. Com o passar do tempo observou que o dente se corroia. Quando ele aquecia a saliva, causando a morte das bactrias, o dente no se corroia. A explicao dada foi a seguinte: as bactrias se alimentam dos acares contido nos alimentos que so metabolizados e transformados em cidos orgnicos. O pH normal da boca est em torno de 6,8, e a desmineralizao torna-se crtica a um pH abaixo de 5,5. A diminuio do pH da boca pode ser atribuda diretamente ao consumo de frutas cidas e bebidas, ou indiretamente pela ingesto de alimentos contendo carboidratos. Explique a formao das cries pela ao das bactrias, sabendo-se que o esmalte dos dentes constitudo do sal hidroxiapatita e que, na boca, a hidroxiapatita pode se dissolver (desmineralizao) de acordo com a equao abaixo: Ca5(PO4)3OH(s) + H2O(l) 5Ca2+(aq) + 3 PO43-(aq) + OH-(aq)

a) Qual a concentrao limite de ons H+ para desencadear o processo do surgimento das cries e qual a concentrao normal de de ons H+ na boca? b) Por que pessoas de apresentam saliva levemente bsica tem pouqussimo problema com aparecimento de cries? (114) Curando aftas com bicarbonato Aftas so feridas que aparecem na lngua e na parte interna da boca devido ao excesso de acidez da saliva. costume popular queim-las (termo imprprio do ponto de vista cientfico) com bicarbonato de sdio ou fazer um gargarejo com uma soluo aquosa desse composto. a) Qual a frmula e o nome oficial do bicarbonato de sdio? b) O bicarbonato de sdio um sal cido, bsico ou neutro? c) Solues de bicarbonato de sdio apresentam carter cido ou bsico? Justifique com a reao de hidrlise, se houver hidrlise dos ons em soluo aquosa. d) Explique os fundamentos qumicos deste saber popular. (115) Corrigindo a acidez do solo Solos muito cidos so, de um modo geral, imprprios para o cultivo de vegetais. Os agricultores muitas vezes corrigem o pH pela calagem, isto , adio de cal (CaO). A reao entre ela e a gua do solo d origem cal hidratada que, sendo uma base, diminui a acidez do solo: CaO + H2O Cal virgem (xido de clcio) Ca(OH)2 Cal hidratada (hidrxido de clcio)

Explique por que tambm possvel corrigir a acidez usando calcrio (CaCO3)? Escreva as reaes de hidrlise dos ons em soluo aquosa se houver hidrlise.

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Sexto Roteiro de estudosSoluo Tampo(116) Conceitue a funo cido e a funo base de acordo com os conceitos de Arrhenius e de Brnsted-Lowry. (117) Escreva a equao da reao que ocorre quando se dissolve cianeto de hidrognio, hidrxido de amnio, sulfeto de hidrognio e cloreto de metilamnio em gua. Indique quais espcies qumicas so cidos de Brnsted e quais so bases de Brnsted. (118) A diferena entre um cido e uma base conjugada apenas um prton. Escreva dois exemplos de reaes qumicas que comprovem esta afirmao. (119) Em relao a um sistema tampo formado por cido cloroso/clorito de sdio, calcule o pH da soluo tampo cuja concentrao de cido cloroso igual a 0,0200 mol L-1 e a de clorito de sdio igual a 0,0100 mol L-1. (Ka = 1,0 x 10-2) (120) Considerando o tampo bsico amnia/on amnio NH3/NH4+, explique porque a adio de uma pequena quantidade de cido e/ou de base no causa uma grande alterao do pH do sistema? Considerando o tampo mencionado acima, qual espcie atua como cido e qual atua como base de Brnsted? Justifique. (121) Considerando o tampo bsico amnia/on amnio (NH4OH/NH4+), deduzir a expresso Henderson-Hasselbalch que permite calcular o valor do pH do sistema nas diferentes concentraes de cido e base adicionados ao tampo. (122) Calcule o valor do pH da soluo tampo cuja concentrao de NH4Cl 0,0400 mol L-1 e a de NH3 0,0300 mol L-1. (Kb = 1,75 x 10-5) (123) Qual dos sistemas tamponantes abaixo seria uma boa escolha para preparar um tampo? a) com pH = 5 1 b) com pH = 10 1 c) com pH = 7 1 pKa 4,75 3,37 2,00 pKb 9,25 9,81 7,21

CH3COOH/CH3COOHNO2/NO2HClO2/ClO2-

NH4+/NH3 (CH3)3NH+/(CH3)3N H2PO4-/HPO42-

(124) Calcular a razo das concentraes, em mol L-1, de ons acetato e cido actico necessria para tamponar uma soluo com pH 5,25. (pka do cido actico 4,75) (125) Em relao a um sistema tampo pede-se:

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Departamento de Sade Farmcia/Bioqumica Qumica Analtica I Primeiro roteiro de estudos Prof. Marco Roberto Marcominia) Qual a razo entre as concentraes do cido actico e do acetato de sdio necessria para preparar um tampo cujo pH seja igual a 5,60? (dado Ka CH3COOH = 1,75 x 10-5) b) Como definida a eficincia de um tampo? O tampo acima est dentro da faixa de eficincia? (126) Um tampo foi preparado misturando-se 400 mL de uma soluo de NH3 0,600 mol L-1 e 600 mL de uma soluo de NH4Cl 0,300 mol L-1. a) Calcule a concentrao das espcies em soluo admitindo que o volume final de 1000 mL; b) Qual valor do pH deste tampo? (Kb = 1,75 x 10-5) c) Qual ser o valor do pH, aps a adio de 0,0200 mols de ons H+? (127) Calcule a concentrao de ons H+ e o pH de uma soluo preparada com volumes iguais de cido acti-co 0,200 mol L-1 e acetato de sdio 0,150 mol L-1. (ka do cido actico: 1,75 x 10-5) (128) Calcule o pH de uma soluo tampo preparada a partir de CH3NH2(aq) 0,300 mol L-1 e CH3NH3Cl(aq) 0,146 mol L-1 (kb do CH3NH2 3,6 x 10-4) (129) Sobre o sistema tampo constitudo por cido actico e acetato de sdio, pede-se: (a) Qual o valor do pH aps a adio de 0,0500 mol de H+ a 0,500 litro do tampo cido actico/acetato na qual as concentraes de cido actico (H3CCOOH) e on acetato (H3CCOO) so iguais a 1,00 mol L-1 (Ka para cido actico 1,8x10-5)? (b) Qual o valor do pH aps a adio de 0,0100 mol de OH a 0,500 litro do tampo cido actico/acetato na qual as concentraes de cido actico (H3CCOOH) e on acetato (H3CCOO) so iguais a 1,00 mol L-1 (Ka para cido actico 1,8x10-5)? (c) Aps a adio de cido (item a) ou de base (item b) o tampo ainda permanece na regio tamponante? Justifique. (130) Calcule a relao [H2PO4]/[HPO42] no sangue cujo valor do pH 7,4. (pka NaH2PO4 = 7,2) (131) Qual seria a concentrao final de H3O+ se 0,100 mol de NaHSO4 (Ka = 1,0 x 10-2) e 0,150 mol de Na2SO4 fossem dissolvidos em 1 litro de H2O? (132) Compare o efeito no pH da adio de 0,200 mol L-1 de H+ e adio de 0,200 mol L-1 de OH a 1,00 litro de: a) gua pura; b) tampo cido frmico-formiato na qual as concentraes de cido frmico (HCOOH) e on formiato (HCOO) so iguais a 1,50 mol L-1 (Ka para cido frmico 1,8 x 10-4)

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