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UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARAN - SETOR DE CINCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUMICA - FSICO-QUMICA IV CQ049 - 1a Lista de Exerccios
Obs.: Todas as solues so aquosas e a temperatura, quando no mencionada, deve ser considerada igual a 25oC.
1) Calcular a fora inica das solues: a) 0,1 mol.kg
-1 de KNO3 b) 0,1 mol.kg
-1 de Na2SO4
c) KNO3 0,05 molkg-1
+ Na2SO4 0,1 mol kg-1
d) 0,040 mol kg-1
K3[Fe(CN)6] + 0,030 mol kg-1
KCl + 0,050 mol kg-1
NaBr 2) Calcular a fora inica de uma soluo em que foram dissolvidos KCl e K2SO4 de modo que as concentraes resultantes
sejam de 0,1 e 0,2 mol kg-1
respectivamente. 3) Calcular as massas de (a) NaCl (58,5 g.mol
-1) e, separadamente, de (b) Ca(NO3)2 (164,0 g.mol
-1) a adicionar a uma
soluo de KNO3 a 0,150 mol.kg-1
, contendo 500g do solvente, para elevar a fora inica a 0,250. 4) Que molalidade tem uma soluo de CuSO4 com a mesma fora inica do KCl a 1,00 mol kg
-1?
5) Dar o coeficiente mdio de atividade dos ons numa soluo de CaCl2 em termos dos coeficientes de atividade dos respectivos ons
6) Dar o coeficiente mdio de atividade dos ons numa soluo de Al2(SO4)3 em termos dos coeficientes de atividade dos respectivos ons
7) Calcule a molalidade inica mdia, em solues 0,0500 mol.kg-1
de Ca(NO3)2, NaOH, MgSO4 e AlCl3. 8) Calcular o coeficiente mdio de atividade para as solues: a) NaCl 0,01 mol.kg
-1 b) Na2SO4 0,001 mol.kg
-1 c) KCl 0,0050
mol.kg-1
d) CaCl2 0,001 mol.kg-1
e) cido actico 0,1 mol.kg-1
com a = 0,01331. 9) Calcule a fora inica de uma soluo contendo KCl 0,10 mmol.kg
-1 e CuSO4 0,20 mmol.kg
-1 e estime o coeficiente mdio
de atividade do sulfato de cobre nessa soluo. 10) Considere a soluo: CaCl2 0,00200 mol.kg
-1 . Use a LLDH para calcular o coeficiente mdio de atividade dos ons e do
eletrlito. Calcule tambm a atividade do sal. 11) Calcule a solubilidade do Ba(IO3)2 em:
(a) gua (b) em uma soluo 0,033 mol.kg-1
de Mg(IO3)2 onde (Ba2+
) = 0,38 e (IO3-) = 0,78
Dado: O produto de solubilidade para o iodato de brio 1,57 x 10-9
. 12) Calcule a solubilidade do cloreto de prata em:
(a) gua (b) K2SO4 0,020 mol kg-1
sabendo-se que (Ag+) = (Cl
-) = 0,75 nesse meio.
13) Foi aplicado um potencial de 100V num fio condutor de 2m de comprimento e 0,05cm de dimetro. Se a corrente foi de 25 A, calcule: (i) a resistncia e a condutncia do fio; (ii) a intensidade do campo; (iii) a densidade de corrente e (iv) a resistividade e a condutividade.
14) A condutividade do KCL a 0,1 mol.L-1
de 1,1639 S.m-1
. Numa clula de condutividade, a resistncia da soluo foi de 32,0
. Nessa mesma clula, uma soluo de NaOH a 0,0200 mol.L-1
apresentou resistncia de 38,0 . Calcule a condutividade desta soluo
15) A condutividade molar do KCl 0,1 mol L-1
129 Scm2mol
-1. A resistncia da soluo, medida numa clula de condutividade,
foi de 28,44 . Qual a constante da clula? Na mesma clula, contendo NaOH 0,05 mol L-1,
a resistncia foi de 31,60 . Calcule a condutividade molar do NaOH nessa concentrao.
16) Calcule a mo do cloreto de brio e do sulfato de potssio . Dados em ms.m
2.mol
-1: (Ba
2+) = 12,72; (Cl
-) = 7,63; (K
+) =
7,35 e (SO42-
) = 16,00 17) Calcule a condutividade molar limite do cido actico e do AgCl. Expresse o resultado em mS.m
2.mol
1.
Dados em S.cm2.mol
1: m
o (HCl) = 426; m
o (NaAc) = 91,0; m
o (NaCl) = 126,5; m
o (AgNO3) = 133,4 m
o (KCl) = 149,9
mo (KNO3) = 145,0
18) As resistncias de diversas solues aquosas de NaCl, preparadas por diluies sucessivas de uma amostra inicial, foram medidas numa clula com constante de clula de 0,2063 cm
-1. Os seguintes valores foram obtidos:
C x 104/ mol.L
-1 5,0 10,0 50,0 100 200 500
R / 3314 1669 342,1 174,1 89,08 37,14
Responda os itens a) e b) usando unidades do SI. a) Verifique se os dados esto de acordo com a Lei de Kohlrausch e determine a condutividade molar limite. b) Para uma soluo de NaI 0,010 mol.L
-1, considere o valor do coeficiente angular obtido no item anterior e calcule a
condutividade molar, a condutividade e a resistncia da clula. Dados/ mS.m2.mol
-1: (Na
+) = 5,01 e (I
-) = 7,68
19) A condutividade molar do HAc a 0,0100 mol.L-1
1,65 mS.m2.mol
-1. Determinar o grau de ionizao e o pKa do cido.
Dado: mo (HAc) = 39,05 mS.m
2.mol
-1
20) Calcule a condutividade molar, a condutividade e a resistncia de uma soluo de cido actico 0,040 mol.L-1
.
Dado: pka = 4,72 cte de clula = 0,206 cm-1
mo = 390,5 Scm
2mol
1
21) A condutividade molar do cido propinico a 8,8839 x 103
mol.L-1
14,903 S.cm2.mol
1. Qual o grau de ionizao do
cido? Qual o ka? Dado: mo = 385,54 S.cm
2.mol
1
22) A condutividade de uma gua bastante pura 5,5 x 10-8
S.cm-1
. Qual seria a resistncia apresentada por essa gua num condutivmetro de constante de clula 0,2063 cm
-1? Qual o pkw dessa gua?
Dado / S.cm2.mol
1: (H
+) = 349,8 e (OH
-) = 197,6
23) As condutividades molares do cido actico em diferentes concentraes so:
m(S.cm
2.mol
-1) 49,50 35,67 25,60
c /10-4
mol.L-1) 9,88 19,76 39,52
Sabendo-se que as condutividades inicas do H+ e acetato so, respectivamente, 349,8 e 40,7 Scm
2mol
-1, calcule: (a) o
grau de ionizao (b) a constante de ionizao (c) calcule a m o atravs de um grfico adequado e compare com o valor
tabelado. 24) Atravs dos dados abaixo obtidos para o C3H7COOH, calcule o valor do Ka (cido butrico) pelo mtodo grfico
Concentrao /mol.L-1 0,0005 0,001 0,005 0,010 0,020 0,050 0,1
k x 105(S.cm
-1) 4,10 6,05 14,24 20,49 29,35 47,20 67,65
25) As resistncias de solues de HA e HB foram medidas num condutivmetro cuja constante de clula 0,2063 cm
-1. Os
seguintes valores de resistncia da soluo obtidos foram: C / mol.L
-1 R (soluo de HA) / R (soluo de HB) /
0,010 174,1 1274
0,0010 1669 4242
Sabendo-se que se trata de uma soluo de um cido fraco e de um cido forte, responda:
a) Qual o eletrlito fraco? b) Qual o valor da mo para o HA?
c) Qual o valor da mo para HB? d) Qual o valor do pka para o cido fraco?
26) Quando gua de condutividade 1,12 x 10-6
S.cm1
foi saturada com BaSO4, o valor lido foi de 4,63 x 10-6
-1.cm1 . Qual
a solubilidade e o Kps do sulfato de brio? Dado: (Ba 2+) = 127,2 (SO4 2-
) = 160,0 S.cm2.mol
-1.
27) A condutividade de uma soluo de cloreto de prata de 1,887 x 10-6
S.cm-1
. Suponha que a condutividade da gua
utilizada seja desprezvel e calcule o Kps desse sal. Dado:mo = 138,3 S.cm
2 .mol
1
28) Calcule o Kps do Ni(OH)2 sabendo-se que foi utilizada gua destilada, cuja condutividade de 0,2 S.cm-1
e a seguir
dissolveu-se o sal. A soluo saturada de hidrxido de nquel apresentou condutividade de 1,74S cm-1.
Dado: :mo (Ni(OH)2) = 298,3 S.cm
2.mol
-1
29) Na titulao condutomtrica de 50 mL de HCl 0,01 mol L-1
com NaOH foram obtidos os seguintes dados de condutividade da soluo, j descontados o valor da condutividade da gua destilada
Volume gasto / mL 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 Condutividade /10
-3
S.cm-1 4,08 3,41 2,78 2,14 1,56 0,99 1,30 1,66 2,02
(a) Faa um grfico adequado explicando as inflexes e a inclinao da curva obtida. (b) Qual a concentrao real do NaOH utilizado?
30) A pilha: Ag(s)/Ag+(aq)//Cl
-(aq)/AgCl(s)/Ag(s) espontnea?
Dados: Eo (AgCl/Ag) = +0,22 V E
o (Ag
+/Ag) = +0,80 V
31) Indique se ocorrer reao quando so misturados (em condies padro) as espcies: (a) Sn+2
(aq) e Cd (s) (b) Zn
2+(aq), Co
2+(aq) e Co(s). Em caso afirmativo, escreva a reao que ocorre.
32) A partir dos diagramas de clula abaixo, d as semi-reaes e a reao da pilha. Calcule o potencial padro e a energia de Gibbs padro para cada pilha
33) A energia de Gibbs padro da reao abaixo de 62,5kJmol-1.
K2CrO4(aq) + 2Ag(s) + 2FeCl3(aq) Ag2CrO4(s) + 2KCl(aq) + 2FeCl2(aq) Calcule o potencial da pilha galvnica correspondente e o potencial padro do par Ag2CrO4/Ag. (E
o (Fe
3+/Fe
2+) = +0,77V)
34) A ddp medida numa clula composta por 2 eletrodos de cobre imersos em solues de sulfato de cobre de concentrao 0,5 e 0,005 mol kg
-1 de 0,0391. Calcule a razo das atividades dos ons cobre nas duas solues. Assuma que o potencial
de juno lquida seja desprezvel. 35) Observe a clula eletroqumica abaixo a 25
oC
nitrato de X AgNO3
a) Quem voc escolhe como eletrodo X para que o esquema desenhado fique correto: ouro ou zinco? ______
b) Logo, o catodo o eletrodo de: _____________ c) O polo negativo : _______________________ d) A reao global e balanceada da clula : ______________________________
e) Se a ponte salina constituda por uma soluo de nitrato de potssio, pergunta-se: qual on vai migrar para o anodo?____
f) a ddp da clula nas condies padro :______ Usando a eq. de Nernst responda os itens g) e h): g) a ddp da pilha usando nitrato de X (a = 0,5) e AgNO3 (a = 0,2) :____
h) a ddp de uma pilha de concentrao formada por: Ag (s) / Ag
+( a = 0,0001) // Ag
+( a = 0,2) / Ag(s) : ____________
36) Consulte a tabela de potenciais padro e calcule o potencial padro e a constante de equilbrio para as reaes:
37) Calcule a solubilidade do AgIO3. Use os seguintes valores de potencial padro: AgIO3/Ag = 0,3550V e Ag
+/Ag = 0,7996V.
38) O pot. da clula: Pt/H2(g)/HCl(aq)/Hg2Cl2(s)/Hg(l) foi medido em diferentes concentraes de HCl conforme a tabela a seguir. Encontre o potencial padro da clula (atravs de um grfico adequado) e calcule o coeficiente mdio de atividade do HCl em cada uma dessas molalidades.
b /10-3 mol.kg
-1 1,6077 3,0769 5,0403 7,6938 10,9474
E / V 0,60080 0,56825 0,54366 0,52267 0,50532
39) Considere um eletrodo de hidrognio numa soluo aquosa de HBr, operando a 1,00 bar. Calcule a variao do potencial do eletrodo quando a molalidade do cido passa de 5,0 para 20,0 mmol.kg
-1. Os coeficientes de atividade mdios do HBr
nas solues acima so, respectivamente 0,930 e 0,879. 40) Calcule o potencial da pilha seguinte:
Zn(s)/ZnCl2(aq, 0,10molkg-1
) /AgCl(s)) /Ag(s). Use LLDH para calcular o coeficiente mdio de atividade.
41) Use a LLDH e a equao de Nernst para estimar o potencial da clula abaixo: Ag(s)/AgBr(s)/KBr(aq, 0,050 molkg
-1)//Cd(NO3)2 (aq, 0,010 molkg
-1)/Cd(s).
42) Sabendo que: Eo (Cu
2+/Cu) = +0,340V e E
o ( Cu
+/Cu) = +0,522V qual o valor do E
o (Cu
2+/Cu
+)?
43) Calcule o potencial padro e a constante de equilbrio para a reao: 2Fe2+
(aq) + Au3+
(aq) 2Fe3+
(aq) + Au+ (aq)
44) A reao: Fe3+
+ Ag Fe2+
+ Ag+ possui constante de equilbrio igual a 0,531. Sabendo-se que o potencial padro do par
Ag+/Ag = +0,799V, qual o potencial padro do par Fe
3+/Fe
2+?
45) Seja rGo = -212,7 kJ.mol
-1 para a reao na clula da Daniell com a molalidade de sulfato de cobre igual a 1,0 x 10
-3
mol.kg-1
e a do sulfato de zinco igual a 3,0 x 10-3
mol.kg-1
. Pede-se: (a) O diagrama desta clula (b) Um desenho representando esta clula com todos os seus componentes: anodo, catodo, polaridade e fluxo de
eltrons (c) O valor do quociente reacional (Q)
(d) O valor do potencial padro calculado a partir do valor de rGo
(e) O valor do potencial da clula.
46) Para calcular os parmetros termodinmicos da reao: Cu 2+
(aq) + Pb(s) Cu (s) + Pb 2+(
aq)
foi montada a seguinte clula eletroqumica: Pb(s)/Pb2+
(aq)//Cu2+
(aq)/Cu(s) Medidas da diferena de potencial em funo da temperatura forneceram os seguintes dados
temperatura / C 18,0 28,0 38,0 48,0
ddp / mV 464 468 473 478
Utilizando os dados e um grfico apropriado, calcule Go, H
o e S
o
47) O potencial padro da pilha Pt / H2(g) / HBr(aq) / AgBr(s) / Ag(s) foi medido em vrias temperaturas e os dados obtidos ajustaram-se ao seguinte polinmino: E
o/V = 0,07131 4,99x10-4 (T/K 298) 3,45x10-6(T/K-298)2.
Estimar a energia de Gibbs padro da reao, a entalpia padro e a entropia padro a 298K. 48) Seja a pilha: Zn(s) / ZnCl2(aq, 0,0050 mol kg
-1) /Hg2Cl2 (s) /Hg(l). O valor medido do potencial desta pilha de 1,2272 V e
dE/dT = -4,52x10-4
V K-1
. Determine rG; rGo; rS; rH e K. Use os seguintes valores de potencial padro:
Zn2+
/Zn = -0,7628V, Hg2Cl2/Hg = +0,2676V
FORMULRIO
Constantes: F = 96485 C.mol-1
e R = 8,314 J.mol-1
.K-1
c/km lRA / /1k Rk /
2/1comm o
m i
i
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