11.
Na equação 2 SO2(g) + O2(g) ⇌ 2 SO3(g) ocorreu o
equilíbrio a uma determinada temperatura. As concentrações em mol/dm3
de dióxido de enxofre, oxigénio e trióxido de enxofre são respectivamente 1,8 mol/dm3;
0,6 mol/dm3 e 3,6 mol/dm3.
Qual é o valor da
constante de equilíbrio?
A
1,92
B
3,96
C
6,67
D
8,53
RESOLUÇÃO
Para calcular a constante
de equilíbrio tendo as concentrações no equilíbrio escreve-se a expressão da
constante de equilíbrio (Kc) e depois faz-se a substituição dos
dados na expressão da Kc e por fim, faz-se os devidos cálculos.
As concentrações no
equilíbrio são:
[SO2] = 1,8 mol/dm3
[O2] = 0,6 mol/dm3
[SO3] = 3,6 mol/dm3
Assim, a expressão da
constante de equilíbrio será escrita tendo-se em conta a equação da reacção:
2
SO2(g) + O2(g) ⇌ 2 SO3(g)
Lembrando que quando se escreve a expressão de Kc no numerador escreve-se o produto das concentrações dos produtos elevadas a seus respectivos coeficientes estequiométricos e no denominador escreve-se o produto das concentrações dos reagentes igualmente elevadas a seus respectivos coeficientes estequiométricos:
A seguir podemos fazer a substituição dos dados e realizar os devidos cálculos:
Resposta: alternativa: C
12. Um sistema químico em equilíbrio a 1000 K, representado pela equação
4
HCl(g) + O2(g) ⇌ 2 H2O(g) + Cl2(g),
tem como Kc = 4,0 x 10-4 e R = 0,0821
Qual é Kp
desse sistema a essa temperatura?
A
5,9 x 10-8
B
6,7 x 10-8
C
4,0 x 10-3
D
7,0 x 10-3
RESOLUÇÃO
Visto que temos a constante de equilíbrio em função das concentrações (Kc)
isso significa que temos que determinar a constante de equilíbrio em função das
pressões parciais (Kp). Sabe-se que existe uma relação entre Kp
e Kc que é dada pela seguinte equação:
Kp = Kc · (RT)∆n
O “∆n” corresponde à diferença entre a quantidade de matéria (número de
moles) dos produtos e reagentes gasosos.
∆n = ∑no de moles dos produtos gasosos – ∑no de moles
dos reagentes gasosos
Atenção: a equação da reacção não está acertada:
4 HCl(g) + O2(g) ⇌ 2 H2O(g) + Cl2(g)
A equação devidamente acertada é:
4 HCl(g) + O2(g)
⇌ 2 H2O(g)
+ 2 Cl2(g)
• ∑no de moles dos produtos gasosos: 2
mol H2O(g) + 2 mol Cl2(g) = 4 mol
• ∑no de moles dos reagentes gasosos: 4
mol HCl(g) + 1 mol O2(g) = 5 mol
∆n = ∑no de moles dos produtos gasosos – ∑no de moles dos reagentes
gasosos
∆n = 4 mol – 5 mol ⇒ ∆n = – 1 mol
Cálculo de Kp:
Kp = Kc · (RT)∆n
Kp = 4,0 x 10-4 ·
(0,0821 · 1000)-1
Kp = 4,0 x 10-4 · (82,1)-1
Kp ≈ 4,87 x 10-6
Resposta: alternativa: NÃO HÁ RESPOSTA CORRECTA!
13.
Dado o seguinte sistema químico em equilíbrio: CH3COOH + H2SO4
⇌ CH3COOH2+
+ HSO4-
Qual das
alternativas contém um dos pares ácido-base conjugados?
A CH3COOH2+ e HSO4-
B CH3COOH2+ e CH3COOH
C CH3COOH + H2SO4
D CH3COOH e HSO4-
RESOLUÇÃO
Par conjugado ácido-base é o conjunto formado por um ácido e uma base que
transformam-se um no outro por cedência (doação) ou ganho (recepção) de um
protão. Estruturalmente os pares conjugados ácido-base diferem entre si por
apenas um hidrogénio (um protão, H+).
Como se pode ver na equação dada, temos CH3COOH2+
e CH3COOH que diferem entre si em apenas um hidrogénio (um protão, H+).
Da mesma forma H2SO4 e HSO4- também
diferem um do outro por apenas um protão (H+). Portanto, CH3COOH2+
e CH3COOH formam um par conjugado ácido-base assim como H2SO4
e HSO4- também são um par conjugado ácido-base.
Resposta: alternativa: B
14. Dado o seguinte sistema químico
em equilíbrio:
CH3-CH2-COOH(aq)
+ H2O(l) ⇌
CH3-CH2-COO-(aq)
+ H3O+(aq)
A concentração do CH3-CH2-COOH
= 6,0; CH3-CH2-COO- = 5,4 e H3O+
= 3,6.
Qual é a
constante de acidez do sistema?
A 1,43
B 2,35
C 3,24
D 5,44
RESOLUÇÃO
Para calcular a constante de
acidez (Ka) escreve-se a expressão de Ka tendo-se em
conta a equação de ionização do ácido e de seguida faz-se a substituição dos
dados e os devidos cálculos.
Expressão da constante de acidez (Ka):
Substituição dos dados na expressão de Ka e realização de cálculos:
Resposta: alternativa: C
15. A constante de acidez de um ácido HA é Ka
= 5,1 ∙ 10-4.
Qual é a constante de basicidade do seu ião A-
a 25oC?
A 1,6 x 10-14
B 1,7 x 10-12
C 1,96 x 10-11
D 3,45 x 10-6
RESOLUÇÃO
Para calcular a constante
de basicidade (Kb) conhecendo o valor da constante de acidez (Ka)
usa-se a relação entre Ka e Kb que é expressa através da
seguinte fórmula:
Ka ∙ Kb
= Kw ⇔ Kw = Ka ∙ Kb
O valor de Kw a 25oC é igual a 1,0 x 10-14 M2, portanto, na última equação podemos isolar Kb e realizar os devidos cálculos. Veja que o valor de Ka é 5,1 ∙ 10-4.
Portanto, a constante de basicidade (Kb) é igual a 1,96 x 10-11.
Resposta: alternativa: C
16. Sabendo que o ião hidrogenocarbonato tem Ka
= 4,7 x 10-11 e a concentração numa determinada solução é de 0,07
mol/L.
Qual é o seu grau de ionização?
A 6,71 x 10-11
B 2,59 x 10-5
C 5,9 x 10-4
D 8,1 x 10-3
RESOLUÇÃO
O grau de ionização (α) é a relação entre o número de moléculas
ionizadas e o número total de moléculas dissolvidas.
Então, temos que determinar a fracção deste ião que se ioniza por isso neste caso o grau será calculado da seguinte maneira:
Portanto, vamos
escrever o equilíbrio de ionização do ião hidrogenocarbonato:
HCO3-(aq) + H2O(l)
⇌ H3O+(aq) + CO32-(aq)
Vamos usar uma
tabela de concentrações:
Decurso
da reacção |
HCO3- |
H3O+ |
CO32- |
Início |
0,07 |
0 |
0 |
∆[ ] |
– x |
+ x |
+ x |
Equilíbrio |
0,07 – x |
x |
x |
A expressão da constante de acidez é:
Fazendo a substituição dos dados referentes ao equilíbrio (na tabela) na expressão de Ka e os devidos cálculos teremos:
Note que
descartamos o “– x” no 0,07 – x, pois trata-se de um ácido fraco então o “– x” é muito pequeno a ponto de ser desprezível por isso podemos assumir que 0,07 – x ≈ 0,07.
Portanto, a concentração de iões H3O+ ou H+ é de 1,81 x 10-6 mol/L. Então o grau de ionização pode ser determinado da seguinte maneira:
Resposta: alternativa: B
17. Dada a solução-tampão de sulfureto de cálcio (CaS) a 6,4 mol/L
e do ácido sulfídrico (H2S) a 3,6 mol/dm3, sabendo que a
Ka = 1,0 x 10-7.
Qual é o pH desta solução-tampão?
A 7,25
B 8,73
C 10,43
D 11,91
RESOLUÇÃO
O pH de uma solução-tampão é calculado através da Equação de Henderson-Hasselbalch:
No caso do nosso exercício o ácido é H2S e o sal (base conjugada) é CaS.
[H2S] = 3,6
mol/dm3
[CaS] = 6,4 mol/L ou [S2-] = 6,4 mol/L
O pKa é dado pela
fórmula: pKa = – log Ka
pKa = – log Ka ⇒ pKa = – log (1,0 x 10-7) ⇒ pKa
= 7
Aplicar a equação de Henderson-Hasselbalch:
Resposta: alternativa: A
Qual é o
pOH desta solução?
A 5,77
B 6,36
C 9,97
D 11,91
RESOLUÇÃO
O Hidróxido de
Potássio (KOH) é uma base forte. Neste caso o pOH pode ser calculado directamente
utilizando-se a fórmula, pois a [KOH] = [OH-]:
pOH = – log[OH-]
A concentração de OH- é: [OH-] = 10,7 x 10-11
mol/L. Logo o pOH será:
pOH = – log[OH-]
pOH = – log(10,7
x 10-11)
pOH = – (log 10,7 + log 10-11)
pOH = – (1,03 – 11)
pOH = 9,97
Resposta: alternativa: C
19. Dada a tabela de
coeficiente de solubilidade em gramas do carbonato de cálcio (CaCO3),
em 100 g de água em função da temperatura:
Coeficiente
de solubilidade de CaCO3 |
10 |
18,5 |
37 |
69,4 |
91,6 |
186 |
Temperatura
(oC) |
0 |
25 |
50 |
75 |
97 |
100 |
Qual é a solubilidade (quantidade) mínima de água, a 75oC necessária para
dissolver totalmente 16,5 g de CaCO3?
A 23,78
B 33,51
C 54,39
D 89,37
RESOLUÇÃO
Como se vê, a 75oC
no máximo em 100 g de água dissolve-se 69,4 g de CaCO3, então para
dissolver 16,5 g teremos x g de água:
100 g H2O
_______________ 69,4 g
x g H2O _________________ 16,5 g
100 g ∙ 16,5 g = x ∙ 69,4 g
x = 100 g ∙ 16,5 g
69,4 g
x = 23,78
g H2O
Portanto, a quantidade
mínima de água, a 75oC necessária para dissolver totalmente 16,5 g
de CaCO3 é de 23,78 g.
Resposta:
alternativa: A
20. A solubilidade de Iodeto de Potássio (KI) a 20oC
é de 37 g, dissolvidos em 100 gramas a essa temperatura. O mesmo sal foi
preparado com 1320 gramas de água.
Qual é a massa do iodeto de potássio que pode ser
dissolvida?
A 488,4
B 564,2
C 617,8
D 832,7
RESOLUÇÃO
Quando se diz “solubilidade de iodeto de potássio (KI) a 20oC é de 37 g, dissolvidos em 100 gramas” significa que a 20oC em 100 g de água consegue-se no máximo dissolver 37 g de Iodeto de Potássio, logo pode-se escrever:
100 g H2O _________________
37 g KI
1320 g H2O
__________________ y
100 g H2O ∙ y =
1320 g H2O ∙ 37 g KI
y = 1320 g ∙ 37 g
100 g
y = 488,4 g KI
Resposta:
alternativa: A
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Por: Miguel Pascoal
Licenciado em Ensino de Química
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