Capítulo 5- Equilíbrios químicos
7- Produto de solubilidade
6.1.1- Relação entre constante de hidrólise e Ka e Kb
Para um sal de ácido forte e base fraca:
Para um sal de ácido fraco e base forte:
Para um sal de ácido e base fracos:
7- Produto de solubilidade
Em qualquer solução aquosa saturada de sal ou base pouco solúvel, o produto das concentrações dos íons – cada um elevado a um expoente igual a seu coeficiente na equação devidamente balanceada – é uma constante representada por Kps.
Quanto menor o Kps menor a solubilidade da substância em questão e vice-versa.
Leitura complementar
Desconforto à altitude e deslocamento de equilíbrio
“No sangue, as moléculas de hemoglobina e de gás oxigênio dissolvido estão em equilíbrio com a oxiemoglobina (hemoglobina combinada com oxigênio). Essa última é responsável pela oxigenação do organismo, essencial à vida. O equilíbrio pode ser representado por:
Hemoglobina + oxigênio oxiemoglobina
Nas localidades de maior altitude há uma menor concentração de oxigênio no ar e, consequentemente, o equilíbrio mencionado é deslocado para a esquerda. Isso reduz a quantidade de oxiemoglobina presente no sangue, acarretando dores de cabeça, náuseas e fadiga intensa.
Após algum tempo de permanência no local de maior altitude, o organismo começa a se aclimatar, produzindo mais hemoglobina. Isso desloca o equilíbrio para a direita, aumentando a concentração de oxiemoglobina no sangue.
Escaladas a locais muito altos exigem que os alpinistas passem semanas se aclimatando, a fim de atenuarem os desconfortos produzidos pela altitude”. PERUZZO, F.M.; CANTO, E.L.: Química na abordagem do cotidiano. 4a edição. São Paulo: Moderna, 2006. Volume 2.
Exercícios de fixação
1- Na tabela abaixo estão mostrados os dados referentes à reação química.
Os valores de X, Y e Z são, respectivamente: a) 0,40; 0,40 e 0,60
b) 0,80; 0,50 e 0,60 c) 0,80; 0,40 e 0,50 d) 0,40; 0,25 e 0,30 e) 0,60; 0,30 e 0,60
2- Observe o gráfico abaixo, relativo ao estabelecimento do equilíbrio de uma reação, a 298K, do tipo:
O valor de constante de equilíbrio (Kc) para essa reação, a 298K, é:
a) 3 b) 6 c) 12 d) 24
3- Os gases CO2, H2 reagem entre si formando CO e H2O segundo o equilíbrio:
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g)
Foram realizados dois experimentos envolvendo esses gases em um recipiente fechado e, depois de atingido o equilíbrio, determinou-se a concentração de cada gás. A tabela abaixo resume os dados experimentais.
A análise desses dados permite afirmar que a) a reação entre CO2 e H2 é um processo endotérmico.
b) a reação entre CO2 e H2 apresenta Kc igual a 12,5 a 400 °C.
c) a reação entre CO2 e H2 apresenta Kc igual a 2,5 a 600 °C.
d) o Kc da reação entre CO2 e H2 independe da temperatura.
e) o Kc da reação entre CO2 e H2 depende do catalisador utilizado no sistema.
4- Uma das etapas de fabricação do ácido sulfúrico e a conversão de SO2 a SO3, numa reação exotérmica, que ocorre segundo a equação abaixo:
Em relação ao equilíbrio dessa reação, é CORRETO afirmar que:
a) o aumento da temperatura favorece a formação de SO2.
b) o aumento da pressão, mantida a temperatura constante, favorece a formação de SO2.
c) o aumento da velocidade de produção de SO3
aumenta sua concentração no equilíbrio.
d) o uso de um catalisador aumenta a concentração de SO3 no equilíbrio.
N2O3(g) NO(g) + NO2(g), ΔH = + 39,7 KJ
indique o sentido do deslocamento quando ocorrer.
I. Adição de N2O3(g).
II. Aumento da temperatura do sistema. III. Aumento da pressão no sistema. a) I direita, II esquerda, III esquerda. b) I esquerda, II direita, III esquerda. c) I esquerda, II direita, III esquerda. d) I direita, II direita, III esquerda.
e) Em nenhum dos casos haverá deslocamento.
6- O gás incolor N2O4, em presença de calor, decompõe-se em dióxido de nitrogênio gasoso que possui coloração castanha. Em uma experiência de laboratório, o gás N2O4 foi colocado em um cilindro transparente fechado à temperatura ambiente, e esperou-se que o sistema atingisse o equilíbrio.
Para que seja observado aumento da coloração castanha nesse sistema, é necessário:
a) colocar o cilindro em um banho de gelo. b) adicionar um gás inerte no cilindro. c) adicionar um catalisador.
d) diminuir o volume do cilindro. e) diminuir a pressão dentro do cilindro.
7-
Com base nos dados da tabela, é correto afirmar: a) O refrigerante apresenta a menor concentração íons H+.
b) O leite tipo C e a lágrima apresentam concentração de hidroxila igual a 1.10–7 mol/L.
c) A água de mar é mais ácida do que a água de torneira.
d) O leite tipo C é o mais indicado para corrigir a acidez estomacal.
e) O suco de laranja é mais ácido do que o refrigerante.
8- Sabe-se que o pH de uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L é igual a 1,0. O que é possível dizer sobre o pH de uma solução de ácido acético, um ácido fraco, na mesma concentração? Considere volumes iguais das soluções.
a) Os valores de pH são iguais.
b) O pH da solução de ácido acético é maior do que o da solução de ácido clorídrico, porque libera uma concentração maior de íons H+. c) O pH da solução de ácido acético é menor do que o da solução de ácido clorídrico, porque libera uma concentração menor de íons H+. d) O pH da solução de ácido acético é maior do que o da solução de ácido clorídrico, porque libera uma concentração menor de íons H+. e) O pH da solução de ácido acético é menor do que o da solução de ácido clorídrico, porque libera uma concentração maior de íons H+
9- Alguns animais aquáticos apresentam limites de resistência em relação ao pH da água onde habitam. Por exemplo, a faixa de pH de sobrevivência de camarões é 5,5-5,8 e a dos caramujos é 7,0-7,5. Considere as concentrações de H+ nas soluções A, B e C apresentadas na tabela a seguir
Sobre a sobrevivência desses animais nessas soluções, é CORRETO afirmar que:
a) somente os camarões sobreviveriam na solução A.
b) os camarões sobreviveriam na solução B. c) os caramujos sobreviveriam na solução C.
d) somente os caramujos sobreviveriam na solução A.
e) ambos os animais sobreviveriam em qualquer das três soluções A, B ou C.
10- Considere a seguinte tabela:
Para saber o pH de uma solução adicionou-se a quatro tubos de ensaio contendo uma pequena quantidade da solução em cada um, algumas gotas de indicadores, anotando a cor resultante na solução.
Pode-se afirmar, em relação ao pH da referida solução, que a) é menor que 3,0 b) está entre 3,3 e 4,2 c) está entre 4,6 e 6,0 d) está entre 6,0 e 7,0 e) é igual a 7,0
11- O indicador azul de bromotimol fica amarelo em soluções aquosas de concentração hidrogeniônica maior do que 1,0 . 10-6 mol/L e em soluções de concentração hidrogeniônica menor do que 2,5 . 10-8 mol/L. Considere as três soluções seguintes, cujos valores do pH são dados entre parênteses: suco de tomate (4,8); água da chuva (5,6); água do mar (8,2). As cores apresentadas pelas soluções suco de tomate,
água de chuva e água do mar são, respectivamente:
Dado: se necessário use log 2,5 = 0,4 a) amarelo, amarelo, amarelo.
b) amarelo, amarelo, azul. c) amarelo, azul, azul. d) azul, azul, amarelo. e) azul, azul, azul.
12- A solubilidade do cloreto de prata é muito pequena e pode ser representada por
Considere que 10 mL de solução de nitrato de prata, de concentração igual a 1,0 mol.L-1, são diluídos até o volume de 1,0 L, com água de torneira, a qual, devido aos processos de
tratamento, contém íons cloreto (suponha a concentração destes íons igual a 3,55x10-4 g L-1). Dado: massa molar do cloro = 35,5 g
Com relação ao texto anterior, é correto afirmar: a) A constante Kps do cloreto de prata é dada pela expressão [Ag+] + [Cl-] = 1,7 x 10-10 mol L-1. b) Após a diluição da solução de nitrato de prata, a expressão [Ag+] = [Cl-] = 1,7 x 10-5 mol L-1 é verdadeira.
c) A concentração dos íons cloreto na solução diluída é maior que 1,0x10-5 mol L-1.
d) Após a diluição da solução de nitrato de prata, as concentrações dos íons prata e dos íons e) Durante a diluição deve ocorrer precipitação de cloreto de prata.
13- Se adicionarmos um pouco de cloreto de cálcio, CaCl2, a uma solução saturada de hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, podemos afirmar que:
1. ocorrerá um aumento do pH dessa solução. 2. ocorrerá uma diminuição do pH dessa solução. 3. não ocorrerá alteração do pH.
4. ocorrerá precipitação de Ca(OH)2.
a) 3 e 4 b) 1 c) 2 d) 3 e) 2 e 4 14-
A tabela mostra as concentrações, em mol/L, do sistema em equilíbrio representado pela equação PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g), que foram obtidas, experimentalmente, a 297k.
Calcule o valor aproximado de Kp para essa reação. Expresse o resultado indicando 50% do valor de Kp.
15- Substâncias ácidas e básicas estão presentes no nosso cotidiano e podem ser encontradas em diversos produtos naturais ou comerciais. Alguns exemplos são amoníaco (básico), limão (ácido) e vinagre (ácido). Sobre esses produtos, responda ao que se pede.
a) O vinagre é uma solução aquosa de ácido acético em concentrações que podem variar de 4 a 6%. Em soluções aquosas, existe o seguinte equilíbrio químico:
Qual substância você usaria (HCl ou NaOH) para aumentar a concentração de ácido acético nessa solução? Explique.
b) Calcule o pH do vinagre, a 25ºC, sabendo-se que a concentração hidroxiliônica, [OH-], nesse produto, é 1,0 x 10-11 mol/L.
c) O hidróxido de amônio é uma base solúvel e fraca, que só existe em solução aquosa quando se faz borbulhar amônia em água.
Escreva a expressão da constante de equilíbrio da reação de formação do hidróxido de amônio e calcule a massa do gás amônia necessária para produzir 2,06 g de hidróxido de amônio.
Gabarito 1- b 2- c 3- a 4- a 5- d 6- e 7- b 8- d 9- d 10- c 11- b 12- e 13- e 14- 67 15- a) HCl b) 3 c) K = [NH4OH] / [NH3] ; m = 1,0g
Pintou no ENEM
1- Os refrigerantes têm-se tornado cada vez mais o alvo de políticas públicas de saúde. Os de cola apresentam ácido-fosfórico , substância prejudicial à fixação de cálcio, o mineral que é o principal componente da matriz dos dentes. A cárie é um processo dinâmico de desequilíbrio do processo de desmineralização dentária, perda de minerais em razão da acidez. Sabe-se que o principal componente do esmalte do dente é um sal denominado hidroxiapatita. O refrigerante, pela presença da sacarose, faz decrescer o pH do biofilme (placa bacteriana), provocando a desmineralização do esmalte dentário. Os mecanismos de defesa salivar levam de 20 a 30 minutos para normalizar o nível do pH,
remineralizando o dente. A equação química seguinte representa esse processo:
GROISMAN, S. Impacto do refrigerante nos dentes é avaliado sem tirá-lo da dieta. Disponível em: http://www.isaude.net. Acesso em: 1 maio 2010 (adaptado).
Considerando que uma pessoa consuma refrigerantes diariamente, poderá ocorrer um processo de desmineralização dentária, devido ao aumento da concentração de
A OH−, que reage com os íons Ca2+, deslocando o equilíbrio para a direita.
B H+, que reage com as hidroxilas OH−, deslocando o equilíbrio para a direita.
C OH−, que reage com os íons Ca2+, deslocando o equilíbrio para a esquerda.
D H+, que reage com as hidroxilas OH−, deslocando o equilíbrio para a esquerda.
E Ca2+, que reage com as hidroxilas OH−, deslocando o equilíbrio para a esquerda.
2- As misturas efervescentes, em pó ou em comprimidos são comuns para a administração de vitamina C ou de medicamentos para azia. Essa forma farmacêutica sólida foi desenvolvida para facilitar o transporte, aumentar a estabilidade de substâncias e, quando em solução, acelerar a absorção do fármaco pelo organismo. As matérias-primas que atuam na efervescência são, em geral, o ácido tartárico ou o ácido cítrico que reagem com um sal de caráter básico, como o bicarbonato de sódio (NaHCO3), quando em contato com a água. A partir do contato da mistura efervescente com a água, ocorre uma série de reações químicas simultâneas: liberação de íons, formação de ácido e liberação de gás carbônico – gerando a efervescência. As equações a seguir representam as etapas da reação da mistura efervescente de água, em que foram omitidos os estados de agregação dos reagentes, e H3A representa o ácido cítrico.
A ionização, a dissociação iônica, a formação de um ácido e a liberação de um gás ocorrem, respectivamente, nas seguintes etapas:
a)IV,I,II e III
b)I, IV, III e II
c) IV, III, I e II d) I, IV, II eIII e) IV, I, III e II
3- Uma dona de casa acidentalmente deixou cair na geladeira a água proveniente do degelo de um peixe, o que deixou um cheiro forte e desagradável dentro do eletrodoméstico. Sabe-se que o odor característico de peixe se deve às aminas e que esses compostos se comportam como bases. Na tabela são listadas as concentrações hidrogeniônicas de alguns materiais encontrados na cozinha, que a dona de casa pensa em utilizar na limpeza da geladeira.
Dentre os materiais listados, quais são apropriados para
amenizar esse odor? A Álcool ou sabão.
B Suco de limão ou álcool. C Suco de limão ou vinagre. D Suco de limão, leite ou sabão.
E Sabão ou carbonato de sódio/barrilha.
4- Sabões são sais de ácidos carboxílicos de cadeia longa utilizados com a finalidade de
facilitar, durante processos de lavagem, a remoção de substâncias de baixa solubilidade em água, por exemplo, óleos e gorduras. A figura a seguir representa a estrutura de uma molécula de sabão.
Em solução, os ânions do sabão podem hidrolisar a água e, desse modo, formar o ácido carboxílico correspondente. Por exemplo, para o estearato de sódio, é estabelecido o seguinte equilíbrio: CH3(CH2)16COO– + H2O CH3(CH2)16COOH + OH–
Uma vez que o ácido carboxílico formado é pouco solúvel em água e menos eficiente na remoção de gorduras, o pH do meio deve ser controlado de maneira a evitar que o equilíbrio acima seja deslocado para a direita.
Com base nas informações do texto, é correto concluir que os sabões atuam de maneira
A mais eficiente em pH básico. B mais eficiente em pH ácido. C mais eficiente em pH neutro. D eficiente em qualquer faixa de pH. E mais eficiente em pH ácido ou neutro.
5- A história da maioria dos municípios gaúchos coincide com a chegadados primeiros portugueses, alemães, italianos e de outros povos. No entanto,através dos vestígios materiais encontrados nas pesquisas arqueológicas, sabemos que outros povos, anteriores aos citados, protagonizaram a nossa história.
Diante da relevância do contexto e da vontade de valorizar o nosso povo nativo, “o índio”, a Prova 1 selecionou a área temática CULTURA, construindo as questões com base na obra “Os Primeiros Habitantes do Rio Grande do
Sul” (Custódio, L. A. B., organizador. Santa Cruz do Sul: EDUNISC; IPHAN,2004).
Os habitantes do litoral pescavam, caçavam à beira das águas, faziam fogo, preparavam
alimentos integrados por peixes, aves, animais terrestres e aquáticos, preocupando-se também com a aparência, ao enfeitar-se com adornos. Nos “sambaquis”, elevações formadas por acúmulo de alimentos, compostos predominantemente de conchas e moluscos, o composto químico predominante é o carbonato de cálcio. O gráfico que representa a reação de decomposição do carbonato de cálcio,
desde o início da decomposição até atingir o equilíbrio, é
6- A hidroxiapatita, Ca5(PO4)3OH (s), um dos principais componentes dos dentes, participa do sistema em equilíbrio representado pela equação Ca5(PO4)3OH(s) 5Ca2+
(aq) + 3PO4(aq) + OH–(aq) Na formação das cáries dentárias, ocorre a desmineralização correspondente ao deslocamento do equilíbrio para a direita.
A fluoretação dos dentes ajuda na prevenção das cáries, porque favorece a formação de outro mineral, a fluoroapatita, Ca5(PO4)3F (s), que é mais duro e menos solúvel que a hidroxiapatita: 5Ca2+(aq) + 3PO4
-3
(aq) + F–(aq) Ca5(PO4)3F(s)
Com relação a esses processos, é INCORRETO afirmar que
A) a desmineralização da hidroxiapatita é dificultada por uma dieta rica em íons cálcio. B) a desmineralização da hidroxiapatita é favorecida por ácidos.
C) a fluoretação desloca o primeiro equilíbrio para a esquerda.
D) o pH da saliva influi na estabilidade da hidroxiapatita dos dentes.
Gabarito 1- b 2- e 3- c 4- a 5- d 6- c