2ª Avaliação de Química

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1. Explique por que o pH da água pura, nas condições normais, apresenta o valor 7

Na água pura ocorre uma reação com ela mesma denominada auto-ionização da

água, que pode ser representada da seguinte forma: 2H2O H3O+ + OH-.

Quando essa reação atinge o equilíbrio, temos uma certa quantidade de H3O+ no

meio. Dados experimentais mostram que essa quantidade é, nas condições

normais, de 10-7 mol/L. Sabendo que o pH é baseado na quantidade de H3O+ no

meio, através do cálculo pH = -log [H3O+], utilizando o valor obtido temos pH = -

log 10-7 o que resulta em um valor de pH = 7

2. Calcule o valor da concentração de OH- em uma solução que apresenta pH = 9

pH + pOH = 14

pOH = 14-pH

POH = 14-9 = 5

pOH = -log[OH-]

5 = -log[OH-] [OH-] = 10-5 mol/L

3. Explique, resumidamente, como é feita uma solução tampão e como ela funciona.

Uma solução tampão é uma solução que não sofre alteração do pH quando

adicionados pequenas quantidades de ácidos ou bases fortes. Ela é feita

misturando um ácido fraco ou base fraca com um sal que contém o mesmo íon

desse ácido ou base. Ao ser feita essa solução, ela não sofre alteração do pH pois

se adicionarmos um ácido forte (H+), o íon H+ reagirá com o íon do sal da solução

(No caso de um tampão ácido) ou com a molécula da base fraca (no caso de uma

tampão básico), consumindo, então o H+ e não alterando o pH. Já adicionando

base forte (OH-), esse íon reage com a molécula do ácido (Noc caso do tampão

ácido) ou com o íon proveniente do sal (no caso do tampão básico), consumindo o

OH- e não alterando o pH

4. Calcule o pH de um ácido fraco HX que apresenta, no equilíbrio, concentração de

[HX] = 2 mol/L , [X-] = 0,02 e Ka = 1.10-7

Ka de um ácido é:

Ka = [H3O+].[X-]/[HX]

10-7 = [H3O+].0,02/2

[H3O+] = 10-5

pH = -log[H3O+] pH = -log10-5 pH = 5

5. Dados os valores abaixo de pKb para as diferentes base, diga qual a mais forte e

qual a base mais provável de ser usado em uma solução tampão. Justifique

Base pKb

X 2,5

Y 4,5

Z 8,9

W 3,2

O calculo de Kb para uma base no equilíbrio temos: Kb = [OH-][B+]/[BOH]. Como

pKb = -logKb, quando menor o pKb mais forte é a base, pois apresentará mais OH-.

Sendo assim, a base mais forte é a X.

Sabendo, como dito na questão 3, que um tampão é feito com uma base fraca, a

base Z será a que será usada para esse fim, pois apresenta o maior valor de pkB

6. Dado a dissolução Ag2SO4(s) + H2O(l) Ag+(aq) + SO42-(aq). A 25ºC apenas

2.10-2 mol/L do sal se dissolve, formando os íons. Utilizando cálculos

estequiométricos, diga quanto de Ag+e de SO42- são formados e calcule o Kps.

Balanceando a reação, temos

Ag2SO4(s) + H2O(l) 2Ag+(aq) + SO42-(aq).

Como só 2.10-2 mol de Ag2SO4 se dissolvem e pela reação temos:

1 mol de Ag2SO4 --------- 2 mol de Ag+

2.10-2 mol ------------------ X

X = 4.10-2 mol/L de Ag+ formados

Fazendo o mesmo raciocínio para encontrar a concentração de SO42-, temos [SO42-

] = 2.10-2 mol/L

Assim,

Kps = [Ag+]²[SO42-] (Lembrando que sólidos e líquidos não entram no cálculo da

constante)

Kps =( 4.10-2)² . 2.10-2 = 3,2.10-5

Desafio 1:

Para a reação balanceada X Y + W, são colocados, no início da reação, uma

concentração de 4 mol/L de X e nada de Y e nem de W. A constante de equilíbrio

para essa reação é K = 1.10-4. Calcule as concentrações de X, Y e W no equilíbrio.

Dica: Utilize a expressão de constante de equilíbrio. Observe que Y e W são

estequiometricamente iguais, no equilíbrio, apresentarão a mesma quantidade.

K = [Y][W]/[X]

No equilíbrio, vai formar uma certa quantidade de Y e W.

Como a estequiometria é igual, as quantidades formadas dessas substâncias

também serão iguais. Vou chamar essa quantidade de “z”.

[Y] = [W] = z

A quantidade formada, vai ser a quantidade consumida de X. Como no início tinha

4 mol de X, no equilíbrio a quantidade de X será de: [X] = 4-z.

Logo, temos:

K = z.z/4-z

1.10-4 = z²/4-z

Fazendo as contas temos: z = 0,02 mol/L aproximadamente.

Então:

[Y] = [W] = 0,02 mol/L

[X= 4-0,02 = 3,98 mol/L

Desafio 2:

Calcule o pH de uma solução tampão feita com 0,01 mol/L de um sal BX e com 0,1

mol/L do ácido fraco HX. Dado: Ka do ácido = 10-4.

Dica: Lembre-se que todo o íon vem basicamente do sal. Utilize a expressão do

Ka para achar as devidas relações com o pH.

As contas dessa questão são parecidas com a questão 4.

Mas tem que falar que como o ácido é fraco e é uma solução tampão, basicamente

a contração do íon X- vem todo do sal adicionado.

Então [BX] = [X-] = 0,1.

E ai é só aplicar nos cálculos do Ka, como na outra questão.