ESCOLA SECUNDÁRIA C/ 3º CICLO JOAQUIM DE ARAÚJO, PENAFIEL

Ficha de trabalho 10 – Escala de pH, auto-ionização de água, Ka e Kb

Ano Lectivo 2009/2010

Disciplina: Física e Química A Ano: 11º ano Turma I

1. Três soluções A, B e C têm, respectivamente, os seguintes valores de pH:

pH(A) = 12,8 pH(B) = 5,2 pH(C) = 4,7Coloca as soluções por ordem decrescente da concentração do ião HO-. C > B > A2. Considera os seguintes esquemas químicos

A - CH3COOH (aq) + H2O (l) ⇌ CH3COO- (aq) + H3O+ (aq)B – CO3

2- (aq) + H2O (l) ⇌ HCO3- (aq) + HO- (aq)

C – H2CO3 (aq) + H2O (l) ⇌ HCO3- (aq) + H3O+ (aq)

a) Recorrendo à teoria de Brönsted-Lowry completa as equaçõesb) Indica os pares conjugados ácido/base. CH3COOH/ CH3COO-, H3O+/ H2O , etc....c) Das espécies presentes nas reacções A, B e C, quais são as que têm comportamento anfotérico. H2O e HCO3

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3. Dissolveram-se 0,4 g de hidróxido de sódio em 100 ml de água, a 25º C.Determina o pH da solução. n = 0,01 molcHO- = 0,1 molkw = | H3O+|.| HO-| | H3O+| = 1 x 10-13

pH = 13

4. Para duas soluções, A e B, sabe-se que:

4.1. Determina o pHO de cada uma das soluções. Solução A |HO-| = 2,9 x10-8 pOH = 7,53 Solução B |HO-| = 1,0 x10-7 pOH = 7

4.2. Identifica qual das soluções é a mais ácida.Solução B. Na solução B neutra porque tem um pH de 7, já a solução A tem um pH que corresponde uma solução alcalina.

5. Considera os ácidos HCl e CH3COOH.5.1. Indica o nome dos dois ácidos. HCl – ácido cloridrico CH3COOH – ácido acético 5.2. Escreve as equações que traduzem a reacção desses ácidos com a água, identificando os pares

conjugados ácido-base. HCl (aq) + H2O (l) ⇌ Cl- (aq) + H3O+ (aq) CH3COOH (aq) + H2O (l) ⇌ CH3COO- (aq) + H3O+ (aq) 5.3. Atendendo à força dos ácidos, identifica a(s) afirmação(ões) que completa(m) a frase:

“A 25 ºC, as soluções de HCl, 0,10 mol dm-3 e de CH3COOH, 0,10 mol dm-3 têm …

A - … igual pH.”B - … igual concentração de Cl- e CH3COO-.”C - … diferente valor de concentração H3O+.”D - … valor de pH inferior a 7.

6. Considera duas soluções de igual concentração, 0,02 mol / dm3, uma de ácido acético e outra de ácido cianídrico (HCN). À mesma temperatura, Ka (CH3COOH) = 1,8 10-5 e Ka (HCN) = 5 10-10.

6.1 – Determina a concentração de iões H3O+ na solução de ácido acético. CH3COOH (aq) + H2O (l) ⇌ CH3COO- (aq) + H3O+ (aq)

Solução A:| H3O+ | = 1,010-7 mol dm-3 e T = 10 ºCKw (10 ºC) = 2,910-15

Solução B:| H3O+ | = 1,010-7 mol dm-3 e T = 25 ºCKw (25 ºC) = 1,010-14

Ka=¿¿ 1,8 x10−5= x2

0,02 |H3O+| = 6 x 10-4 mol/dm3

6.2 – Das afirmações seguintes, selecciona a correcta.A – A solução de ácido acético terá maior pH do que a de ácido cianídrico.B – A solução de ácido acético terá menor pH do que a de ácido cianídrico.C – As duas soluções terão o mesmo pH.D – Não há dados que permitam comparar o pH das duas soluções.

7. Considere a seguinte informação contida no rótulo de uma embalagem comercial de ácido sulfúrico:

H2SO4 – 97% 1L - 1,84 kg M = 98,08 g/mol

7.1. Qual o significado da percentagem referida? Em cada 100ml existem 97ml de soluto (H2SO4)7.2. A que concentração corresponde este valor? c = 18,20 mol/dm3

7.3. Como preparar 500 cm3 de uma solução 0,50 mol/L? C1V1 = C2V2 V1 ≈ 0,014 L Retirar 14 ml da solução inicial e completar até ao volume de 500 mL.

8. Indique os pares ácido-base conjugados, na ionização do ácido hipocloroso.HClO (aq) + H2O (l) ⇌ ClO- (aq) + H3O+ (aq) HClO/ ClO- e H3O+/ H2O

9. Numa solução de HClO 0,010 mol/L, qual a concentração de iões H30+?Ka = 3,7x10-8 (a 25 oC)

HClO (aq) + H2O (l) ⇌ ClO- (aq) + H3O+ (aq)

Ka=¿¿ 1,8 x10−7= x2

0,010 |H3O+| = 4,24 x10-5 mol/dm3

10. Qual a concentração em iões H3O+ na água pura a 25 oC? kw = | H3O+|.| HO-| | H3O+| = √1x 10−14 = 1 x10-7 mol/dm3

11. Escreva as equações que traduzem as duas ionizações do H2S e indique, justificando, qual a espécie anfotérica.H2S (aq) + H2O (l) ⇌ HS- (aq) + H3O+ (aq)HS- (aq) + H2O (l) ⇌ S2- (aq) + H3O+ (aq) Espécie anfotérica: HS-

12. Calcule o valor de [H3O+] de uma solução 0,10 mol/dm3 de H2S, considerando a 1ª dissociação. Ka1 = 1,0x10-7

H2S (aq) + H2O (l) ⇌ HS- (aq) + H3O+ (aq)

Ka=¿¿ 1,0 x10−7= x2

0,10 |H3O+| = 1 x10-4 mol/dm3

13. Fez-se reagir 1 mg de potássio em 200 ml de água, em condições PTN, tendo-se formado o respectivo hidróxido e di-hidrogénio.

13.1. Considerando que não houve variação de volume, determina o pH da solução resultante.K (s) + H2O (l) ⇌ KOH (aq) + H2 (g) |OH-| = |KOH| = 1,25 x 10-4 mol/dm3 |H3O+| = 8 x 10-11 mol/dm3 pH = 10,1

13.2. Determina o volume de di-hidrogénio que se formou.|KOH| = |H2| = 1,25 x 10-4 mol/dm3

nH2 = 2,5 x 10-5 mol V = n x Vm V = 5,6 x10-4 dm3

14. Calcule o pH de uma solução aquosa 0,010 mol/L, a 25 oC, de:

14.1. HNO3 (ácido forte) pH=214.2. HCN (Ka = 4,8x10-10) 14.3. CH3COOH (α = 4,1%) 14.4. NaOH (electrólito forte)

15. O hidróxido de sódio é um electrólito forte. Calcule o valor de pH, a 25 oC, de uma solução aquosa que contenha 0,100 g de hidróxido de sódio por 250 mL de solução. |NaOH| = |OH-| = 0,01 mol/dm3 |H3O+| = 1 x 10-12 mol/dm3 pH = 12 16. O produto iónico da água a 60 oC é 1,0x10-13.

16.1. Calcule o valor de pH da água, a essa temperatura.

|H3O+| = √1x 10−13=¿3,16 x 10-7 mol/dm3 pH = 6,516.2. Se àquela temperatura adicionarmos a 95 cm3 de água 5,0 cm3 de solução HNO3 0,20 mol/L, para que

valor passa o pH? E o pOH? ¿¿ = 0,01 mol/dm3 pH = 2

17. Calcule o valor de pH, a 25 oC, de uma solução formada pela mistura de 20,0 mL de NaOH(aq) 0,10mol/L com 20,0 mL de HCl(aq) 0,10 mol/L.

18. Introduziu-se num copo 20,0 cm3 de uma solução aquosa de cianeto de sódio 0,20 mol/L, à temperatura de 25 oC e adicionou-se-lhe 20,0 cm3 de solução aquosa de ácido acético 0,20 mol/L.

18.1. Calcule o valor da constante de basicidade do ião cianeto. Ka (HCN) = 6,0x10-10

18.2. Indique se a solução obtida é ácida, básica ou neutra. Justifica. Ka(CH3COOH) = 1,8x10-5

19. Uma solução aquosa 0,010mol/dm3 de ácido fórmico, HCOOH, tem, a uma determinada temperatura, pH = 3,0.

19.1. Escreva a reacção do ácido fórmico com água e identifique os pares conjugados ácido-base.19.2. O ácido fórmico é um ácido forte? Justifique, calculando o valor da sua constante de acidez, à temperatura referida.