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Físico – Química: pH e pOH
1. (Fuvest 2013) O fitoplâncton consiste em um conjunto de organismos microscópicos
encontrados em certos ambientes aquáticos. O desenvolvimento desses organismos requer luz e CO2, para o processo de fotossíntese, e requer também nutrientes contendo os elementos nitrogênio e fósforo.
Considere a tabela que mostra dados de pH e de concentrações de nitrato e de oxigênio dissolvidos na água, para amostras coletadas durante o dia, em dois diferentes pontos (A e B) e em duas épocas do ano (maio e novembro), na represa Billings, em São Paulo.
pH Concentração de nitrato (mg/L) Concentração de oxigênio (mg/L) Ponto A (novembro) 9,8 0,14 6,5 Ponto B (novembro) 9,1 0,15 5,8 Ponto A (maio) 7,3 7,71 5,6 Ponto B (maio) 7,4 3,95 5,7
Com base nas informações da tabela e em seus próprios conhecimentos sobre o processo de fotossíntese, um pesquisador registrou três conclusões:
I. Nessas amostras, existe uma forte correlação entre as concentrações de nitrato e de oxigênio dissolvidos na água.
II. As amostras de água coletadas em novembro devem ter menos CO2 dissolvido do que aquelas coletadas em maio.
III. Se as coletas tivessem sido feitas à noite, o pH das quatro amostras de água seria mais baixo do que o observado.
É correto o que o pesquisador concluiu em a) I, apenas.
b) III, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III.
2. (Ufg 2014) Em um laboratório, um analista misturou 1 L de uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L com 1 L de uma solução de hidróxido de sódio 0,2 mol/L.
A partir das informações fornecidas,
a) escreva a equação química balanceada.
b) calcule a concentração molar e o valor do pH da solução resultante. Use log 5 = 0,70.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 2 de 45 3. (Uel 2014) O fenômeno chamado Smog Fotoquímico é catalisado por luz solar e é
reconhecido como um conjunto de reações químicas que ocorrem nas atmosferas das regiões metropolitanas. Os reagentes originais mais importantes nas ocorrências do Smog Fotoquímico são o óxido nítrico (NOx), os hidrocarbonetos e os compostos orgânicos voláteis (COVs), que são poluentes emitidos no ar, provenientes da queima incompleta dos motores de combustão interna e de outras fontes.
A reação desses compostos na presença de luz solar é apresentada a seguir. COVs + NOx + O2 + luz solar → mistura de O3, HNO3, compostos orgânicos.
Como se observa, um dos produtos da reação do Smog Fotoquímico é o HNO3, que pode contribuir para a formação de chuva ácida. O uso de catalisadores metálicos colocados no sistema de exaustão de veículos movidos a gasolina, antes do tubo de escape, contribui para a redução da emissão de NOx.
Com base no texto e levando em conta que o HNO3 é o produto formado, considere as afirmativas a seguir.
I. Se uma amostra de 100,00 mL de chuva ácida possui pH 4,00, o volume de solução de NaOH 0,01 mol/L para consumir o ácido é de 1,00 mL.
II. A reação 2NOx N2xO2 catalisada por Rh (ródio metálico), que ocorre no sistema de exaustão de veículos, é um tipo de reação catalítica heterogênea.
III. A precipitação de chuvas ácidas é capaz de dissolver o alumínio na forma de A (OH) 3 retido em sedimentos e rochas.
IV. A precipitação de chuvas ácidas em solos contendo CaCO3 aumenta o pH do solo. Assinale a alternativa correta.
a) Somente as afirmativas I e II são corretas. b) Somente as afirmativas I e IV são corretas. c) Somente as afirmativas III e IV são corretas. d) Somente as afirmativas I, II e III são corretas. e) Somente as afirmativas II, III e IV são corretas.
4. (Uerj 2014) A ionização do ácido fluoretanoico é representada pela seguinte equação química:
Considere uma solução aquosa com concentração desse ácido igual a 0,05 mol.L-1 e grau de ionização de 20%.
Calcule o pH desta solução e a constante de equilíbrio da reação de ionização.
5. (Ufg 2014) Um analista preparou um 1 L de uma solução aquosa de um ácido monoprótico (HX) na concentração de 0,2 mol/L. Após o preparo, descobriu-se que apenas 1% do ácido encontrava-se ionizado. A partir das informações fornecidas,
a) calcule o pH da solução. Considere log 2 = 0,30;
b) calcule a constante de ionização do ácido genericamente indicado como HX
www.nsaulasparticulares.com.br Página 3 de 45 6. (Fuvest 2014) Algumas gotas de um indicador de pH foram adicionadas a uma solução aquosa saturada de CO2, a qual ficou vermelha. Dessa solução, 5 mL foram transferidos para uma seringa, cuja extremidade foi vedada com uma tampa (Figura I). Em seguida, o êmbolo da seringa foi puxado até a marca de 50 mL e travado nessa posição, observando‐se liberação de muitas bolhas dentro da seringa e mudança da cor da solução para laranja (Figura II). A tampa e a trava foram então removidas, e o êmbolo foi empurrado de modo a expulsar totalmente a fase gasosa, mas não o líquido (Figura III). Finalmente, a tampa foi recolocada na extremidade da seringa (Figura IV) e o êmbolo foi novamente puxado para a marca de 50 mL e travado (Figura V). Observou‐se, nessa situação, a liberação de poucas bolhas, e a solução ficou amarela. Considere que a temperatura do sistema permaneceu constante ao longo de todo o experimento.
a) Explique, incluindo em sua resposta as equações químicas adequadas, por que a solução aquosa inicial, saturada de CO2, ficou vermelha na presença do indicador de pH.
b) Por que a coloração da solução mudou de vermelho para laranja ao final da Etapa 1? c) A pressão da fase gasosa no interior da seringa, nas situações ilustradas pelas figuras II e V,
é a mesma? Justifique.
7. (Upe 2014) Libélulas-macho do gênero Sympetum têm suas colorações epidérmicas alteradas em função da maturidade sexual. As suas colorações mudam de amarelo para vermelho quando estão sexualmente maduros. Essa mudança de cor – denominada coloração nupcial – sinaliza que o macho está em busca de uma parceira. A cor é resultante da
prevalência da concentração de uma das formas dos pigmentos homócromos mostrados abaixo:
www.nsaulasparticulares.com.br Página 4 de 45 Um grupo de cientistas induziu quimicamente a mudança de cor, injetando uma solução de ácido ascórbico, que é um antioxidante, nos abdomens de libélulas vivas, transformando-as de amarelas em vermelhas. Uma injeção de nitrito de sódio reverteu o efeito.
(Disponível em: http://globedia.com/libelulas-tinen-colores-otono. Adaptado.) Com relação ao texto, assinale a afirmativa CORRETA.
a) A injeção de vitamina C muda a cor da libélula para amarelo. b) A mudança de cor é uma reação reversível de isomerização.
c) O nitrito de sódio atua como agente oxidante na indução provocada pelo grupo de cientistas. d) A libélula-macho adquire maior concentração da forma oxidada quando atinge a maturidade
sexual.
e) O ácido ascórbico catalisa a reação ao doar prótons, aumentando a concentração da forma reduzida do homócromo.
8. (Uemg 2014) O potencial hidrogeniônico (pH) é uma medida de acidez presente nos mais diversos sistemas químicos, sejam eles orgânicos ou não. A figura a seguir mostra alguns valores de pH encontrados em quatro partes do corpo humano, a 25 °C.
Com base nos sistemas dados (boca, estômago, pâncreas e intestino delgado) e nas informações fornecidas, é CORRETO afirmar que
a) a acidez no estômago é decorrente da produção do ácido sulfúrico. b) a boca é tão alcalina quanto o intestino delgado.
c) no intestino delgado, a concentração de íons hidrogênio é igual a 6,7 mol/L. d) o estômago é cerca de um milhão (106) de vezes mais ácido que o pâncreas.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 5 de 45 9. (G1 - ifce 2014) O sangue humano é uma solução que possui mecanismos que evitam que o valor de pH aumente ou diminua de forma brusca, sendo mantido em torno de 7,3, porém, em algumas situações, como pneumonia ou asma, ocorre uma deficiência no processo de respiração, aumentando a concentração de CO2 no sangue e consequentemente diminuindo o pH sanguíneo, condição chamada de acidose. Um tratamento que poderia ser utilizado, para controlar essa doença, seria com solução de
a) carbonato de sódio. b) ácido clorídrico. c) cloreto de amônio. d) cloreto de sódio. e) sulfato de silício.
10. (Ufpr 2014) A titulação é uma importante técnica analítica na caracterização de
substâncias, que permite distinguir grupamentos ácidos e básicos nas moléculas. Uma forma de analisar uma titulação é por meio de gráficos de distribuição de espécies, onde são
representadas a quantidade percentual de todas as espécies presentes, em função do pH. Um típico perfil obtido para ácido carbônico está apresentado na figura abaixo, onde é possível visualizar os dois valores de pKa, que correspondem ao ponto de cruzamento das curvas.
Dadas as três espécies:
a) Associe cada espécie (Alanina, Tris e Ácido fumárico) aos gráficos de distribuição de espécies mostrados a seguir:
b) Por que o pKa pode ser extraído do gráfico no ponto de cruzamento entre as curvas?
www.nsaulasparticulares.com.br Página 6 de 45 11. (Uem 2014) Assinale o que for correto.
Dado: log 2 = 0,3.
01) Se o leite proveniente de diversas fontes tem o pH médio de 6,7 a 20 °C, então 500 mL desse leite contém, aproximadamente, 1 10 7 mols de íons H+.
02) Sabendo que a concentração dos íons OH– em uma amostra de suco de laranja é igual a 11
1 10 mol/litro, o pH desse suco é 3.
04) Considerando que Kb para o NH4OH é igual a 1 10 5, uma solução de NH C com 4 concentração 0,1 mol/litro, totalmente dissociado, apresenta pH próximo a 5.
08) Uma solução de H2SO4 de concentração igual a 2 10 2 mol/litro, com grau de ionização de 80 %, possui pH = 3,0.
16) A soma de pH e pOH é igual a 14, em qualquer temperatura, para soluções aquosas. 12. (Unicamp 2014) Em setembro de 2011, no Rio Grande do Sul, pessoas alegaram ter sofrido queimaduras depois de beberem um achocolatado. Em março de 2013, um caso semelhante voltou a ocorrer, agora com um suco de maçã. Em função de problemas semelhantes durante o processo de higienização, o achocolatado foi contaminado por água sanitária e o suco de maçã substituído por soda cáustica 2,5 %. Pode-se afirmar que, comparados aos produtos não contaminados, os líquidos que causaram problemas aos consumidores apresentavam-se
a) mais ácidos e, portanto, com maiores valores de pH. b) mais ácidos e, portanto, com menores valores de pH. c) mais básicos e, portanto, com maiores valores de pH. d) mais básicos e, portanto, com menores valores de pH.
13. (Ufsj 2013) A hortênsia é uma planta com uma característica interessante: a coloração das suas flores depende da acidez do solo que a comporta. Em solos alcalinos, produz flores de cor rosa; já a que se encontra em solo ácido gera flores azuis. As três reações abaixo podem ser utilizadas para modificar o pH do solo.
2 2 3 s aq aq 2 g 3 2 4 2 2 4 aq aq 3 s aq 2 2 4 s 2 g aq CaCO 2H Ca CO H O2Fe 3SO 6H O 2Fe OH 3H SO
2S 3O 2H O 2H SO
Considerando-se essas reações, é INCORRETO afirmar que
a) pode-se adicionar Fe3 ao solo úmido para se obter flores de coloração rosa. b) o ácido sulfúrico produzido estará dissociado na água do solo por ser um ácido forte. c) o carbonato de cálcio é um sal inorgânico que reage em meio ácido produzindo CO . 2 d) Fe OH
3 é uma base inorgânica fraca na qual o estado de oxidação do Ferro é +3.www.nsaulasparticulares.com.br Página 7 de 45 14. (Ufg 2013) As soluções indicadoras são usadas para avaliar o pH do meio através da mudança da coloração. A fenolftaleína, em meio ácido, apresenta coloração incolor. Já em meio alcalino, sua coloração é rósea. Suponha que as seguintes soluções e reagente estejam disponíveis em um laboratório.
Considerando-se o exposto, responda:
a) Ao misturar 50 mL da solução A com 50 mL da solução B, qual o valor do pH e qual a cor da solução na presença do indicador? Considere: log 50,7.
b) Calcule o volume que deve ser retirado do frasco de ácido sulfúrico para preparar 1,0 L de uma solução de H2SO4 na concentração de 5,0 10 3mol/L.
c) Calcule o pH da solução de H2SO4 preparada na concentração 5,0 10 3mol/L.
15. (Unicamp 2013) Como um químico descreve a cerveja? “Um líquido amarelo, homogêneo enquanto a garrafa está fechada, e uma mistura heterogênea quando a garrafa é aberta. Constitui-se de mais de 8.000 substâncias, entre elas o dióxido de carbono, o etanol e a água. Apresenta um pH entre 4,0 e 4,5, e possui um teor de etanol em torno de 4,5% (v/v).”
Sob a perspectiva do químico, a cerveja
a) apresenta uma única fase enquanto a garrafa está fechada, tem um caráter ligeiramente básico e contém cerca de 45 gramas de álcool etílico por litro do produto.
b) apresenta duas fases logo após a garrafa ser aberta, tem um caráter ácido e contém cerca de 45 mL de álcool etílico por litro de produto.
c) apresenta uma única fase logo após a garrafa ser aberta, tem um caráter ligeiramente ácido e contém cerca de 45 gramas de álcool etílico por litro de produto.
d) apresenta duas fases quando a garrafa está fechada, tem um caráter ligeiramente básico e contém 45 mL de álcool etílico por 100 mL de produto.
16. (Pucrj 2013) Pipeta-se 50 mL de solução aquosa 0,02 mol/L de ácido clorídrico e transfere-se para um balão volumétrico de 1000 mL, ajustando-transfere-se para estransfere-se volume a solução final, usando água pura.
O pH da solução final é: a) 1 b) 2 c) 3 d) 7 e) 9
www.nsaulasparticulares.com.br Página 8 de 45 17. (Ufpe 2013) A oxidação do HSO3 pelo O2, em água, é uma reação importante nos
processos de formação da chuva ácida e de dessulfurização do gás de chaminé, e é descrita pela equação 2HSO3
aq O2
aq 2SO42
aq 2H
aq . A cinética dessa reação foi determinada na temperatura constante de 37°C e o pH da reação foi controlado com o uso de tampão. Para uma concentração inicial de dioxigênio de 2,4 10 –4mol.dm–3, a velocidade inicial (v0) da reação foi determinada em função da concentração inicial de HSO ,3 HSO3 0 :
–3
3 0 HSO mol.dm v0 (mol.dm–3.s–1) –4 0,50 10 0,25 10 –14 –4 1,0 10 1,0 10 –14Os valores das constantes de velocidade, k, foram determinados para diversos pH: pH k (dm3.mol–1.s–1)
4 4,0 10 –2 5 4,0 10 –4
A partir desses resultados, analise as proposições a seguir.
( ) A dependência temporal da concentração de O2 é representada pelo gráfico:
( ) A ordem da reação com relação ao reagente HSO3 é 2.
( ) A reação é acelerada com o aumento da concentração de íon hidrogênio.
( ) O dioxigênio é um intermediário, pois a lei de velocidade da reação é independente da sua concentração.
( ) A dependência temporal da concentração de HSO3 é representada pelo gráfico:
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refrigerante fechado.
2 2 2 3 3
CO (g) H O( ) H CO (aq) H (aq) HCO (aq)
Ao abrir o frasco de refrigerante, o pH _________, pois o equilíbrio é deslocado no sentido de ______________________________.
Os termos que completam, corretamente, as lacunas da frase acima são a) aumenta / consumir íons H.
b) aumenta / produzir íons bicarbonato.
c) diminui / elevar a concentração dos íons H. d) diminui / aumentar a concentração de HCO3. e) diminui / diminuir a concentração de gás carbônico.
19. (Ufpr 2013) Muitas pessoas têm como hobby manter aquários plantados que retratam paisagens aquáticas de rios e lagos. Existem equipamentos e suprimentos específicos para esses aquários, sendo os mais comuns: lâmpadas que simulam o espectro solar, suprimento (borbulhador) de gás carbônico e termostatos. Na figura a seguir, está esquematizado um aquário desse tipo.
O equilíbrio que envolve o gás carbônico em água está descrito a seguir:
2
2 2 3 3
CO g H O HCO aq H aq CO aq 2H aq
a) Nos períodos noturnos, quando as lâmpadas são desligadas, caso se mantenha o borbulhamento de gás carbônico, o que ocorrerá com o pH do aquário? Explique. b) Em condições adequadas de luz e suprimento de gás carbônico, caso a temperatura se
eleve em alguns °C, ocorrerá variação do pH? Caso ocorra, qual será a alteração?
www.nsaulasparticulares.com.br Página 10 de 45 20. (Ufsc 2013) A efervescência observada em comprimidos hidrossolúveis de vitamina C (ácido ascórbico) é provocada, principalmente, pela presença de bicarbonato de sódio. Quando dissolvido em água, uma fração dos íons bicarbonato reage para formar ácido carbônico (reação I), que se decompõe rapidamente para gerar CO2 gasoso (reação II), que é pouco solúvel e liberado a partir da solução na forma de pequenas bolhas de gás. As reações são: Reação I: HCO3H O2 H CO2 3 OH
Reação II: H CO2 3 H O2 CO2 g
Considerando as informações acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S).
01) Se o comprimido efervescente for dissolvido em meio ácido, haverá produção de maiores quantidades de ácido carbônico.
02) A efervescência será menos efetiva se o comprimido de vitamina C for dissolvido em água a 35°C do que a 25°C, já que em temperaturas maiores a solubilidade do CO2 aumenta. 04) O ácido carbônico é um ácido forte, que se dissocia parcialmente em água e apresenta
dois hidrogênios ionizáveis.
08) Na reação I, o íon bicarbonato atua como base conjugada do ácido carbônico, ao passo que a água atua como ácido conjugado do íon hidróxido.
16) O íon bicarbonato possui caráter anfótero, pois pode se comportar como ácido ou base quando em solução aquosa.
32) A dissolução do comprimido efervescente em uma solução com pH maior que 8,0 favorecerá a dissociação do íon bicarbonato.
21. (Ufg 2013) Alguns princípios ativos de medicamentos são bases fracas e, para serem absorvidos pelo organismo humano, obedecem, como um dos parâmetros, a equação de Henderson-Hasselbach. Essa equação determina a razão molar entre forma protonada e não protonada do princípio ativo dependendo do pH do meio. A forma não protonada é aquela que tem maior capacidade de atravessar as membranas celulares durante o processo de absorção. A equação de Henderson-Hasselbach adaptada para bases fracas é representada a seguir.
10 protonada log pka pH não protonada
Nessa equação, pka é a constante de dissociação do princípio ativo.
Considerando-se essa equação, um medicamento caracterizado como base fraca, com pka de 4,5, terá maior absorção
a) no estômago, com pH de 1,5. b) na bexiga, com pH de 2,5.
c) no túbulo coletor do néfron, com pH de 3,5. d) na pele, com pH de 4,5.
e) no duodeno, com pH de 6,5.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 11 de 45 22. (Uerj 2013) Em um reservatório contendo água com pH igual a 7, houve um descarte acidental de ácido sulfúrico. Em seguida, foi adicionada uma determinada substância de caráter básico, em quantidade suficiente para neutralizar a acidez.
O gráfico que representa o comportamento do pH durante esse processo é:
a)
b)
c)
d)
23. (Ufsj 2013) Cascas de ovos podem ser usadas para correção da acidez do solo, sendo CORRETO afirmar que
a) o pH do solo aumenta por adição de substâncias ácidas ao mesmo. b) ocorrem reações de neutralização com formação de cloreto de magnésio. c) o pH do solo diminui devido à presença de metais em sua composição. d) os íons H+ deslocam o equilíbrio de solubilidade do carbonato de cálcio.
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Classe de
água doce Usos principais pH
1 Destinadas ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento simplificado, e à proteção de comunidades aquáticas. 6 a 9 2
Destinadas ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento convencional, à proteção de comunidades aquáticas e à recriação de contato primário, entre outras.
6 a 9
3 Destinadas ao abastecimento para consumo humano, após
tratamento convencional ou avançado. 6 a 9
Em um laboratório de análise de águas, obtêm-se os seguintes valores de [H3O+] para quatro amostras de águas, identificadas como IAD, IIAD, IIIAD e IVAD.
Amostra [H3O + ] em mol/L IAD 10-4 IIAD 10-5 IIIAD 10-7 IVAD 10-10
Em relação à qualidade da água, a amostra adequada para consumo humano é a a) IIIAD.
b) IIAD. c) IVAD. d) IAD.
25. (Ita 2013) A tabela abaixo apresenta os números de cargas elétricas (Z) e o raio iônico (r) apresentados por alguns cátions metálicos.
Cátion metálico Z r (pm) Na +1 95 2 Fe +2 76 2 Mg +2 65 3 Fe +3 64 3 A +3 50
Para as mesmas condições de temperatura e pressão é CORRETO afirmar que o pH de soluções aquosas, com concentração 1 mol L 1 dos nitratos de cada um dos cátions apresentados na tabela, aumenta na sequência:
a) Na Fe2 Mg2 Fe3 A 3 b) Na Fe2 Mg2Fe3 A 3 c) A 3 Fe3Mg2 Fe2 Na d) A 3 Fe3 Mg2Fe2 Na e) A 3 Fe3Mg2 Fe2 Na
www.nsaulasparticulares.com.br Página 13 de 45 26. (Ufg 2013) Uma solução foi preparada pela mistura de ácido clorídrico HC , ácido nítrico (HNO3) e ácido sulfúrico (H2SO4). Sabendo-se que na solução final as concentrações molares de HC , HNO3 e H2SO4 são, respectivamente, iguais a 0,010 mol/L, 0,030 mol/L e 0,0050 mol/L, o pH da solução será igual a:
Dado: log 510 0,70. a) 5,00 b) 3,00 c) 2,70 d) 2,00 e) 1,30
27. (Uepg 2013) Analisando-se as concentrações de prótons,
H , ou de íons hidróxido,
OH ,
em mol L a 25 °C, nos produtos apresentados abaixo, assinale o que for correto. 01) O refrigerante de cola que possui
H de 1,0 10 3 é considerado ácido.02) O vinagre que possui
OH
de 1,0 10 11 é considerado básico. 04) O café que possui
OH
de 1,0 10 9 é considerado ácido.08) Uma solução de bicarbonato de sódio que possui
H de 1,0 10 9 é considerada neutra. 28. (Ufsj 2013) Uma solução aquosa com pH = 1 foi diluída 1000 vezes com água pura. O pH final da soluçãoa) torna-se quatro vezes maior. b) torna-se igual ao da água pura. c) torna-se 1000 vezes menor. d) permanece inalterado.
29. (Ibmecrj 2013) De acordo com a tabela abaixo, a temperatura de 25 graus:
Líquido (H ) OH Leite 1,0 10 7 1,0 10 7 Água do mar 1,0 10 8 1,0 10 6 Coca-cola 1,0 10 3 1,0 10 11 Café 1,0 10 5 1,0 10 9 Lágrima 1,0 10 7 1,0 10 7
Indique as substâncias que possuem caráter ácido: a) leite e lágrima
b) lágrima
c) água do mar e leite d) café e coca-cola e) coca-cola e leite
www.nsaulasparticulares.com.br Página 14 de 45 30. (Ufpr 2013) As antocianinas são substâncias responsáveis por uma variedade de cores atrativas presentes em diversas frutas, flores e folhas. Essas substâncias apresentam cores diferentes em solução de acordo com sua forma, protonada ou desprotonada, podendo assim ser empregadas como indicadores de pH. Um exemplo disso é o extrato de repolho-roxo, que apresenta o seguinte perfil de cores em função do pH:
Faixa de pH Cor observada
1,0 a 3,0 Vermelha
4,0 a 6,0 Violeta
7,0 a 9,0 Azul
10 a 12 Verde
Em valores intermediários (entre 3,0 e 4,0, 6,0 e 7,0 ou 9,0 e 10) existe uma mescla de cores.
Suponha que fossem misturados 10 mL de uma solução de HC 0,10 mol.L–1 com 90 mL de solução de NaOH 0,010 mol.L–1 e à solução resultante fossem adicionadas algumas gotas do extrato de repolho-roxo.
a) Qual é o valor do pH da solução resultante? b) Qual é a cor observada para a solução resultante?
31. (Pucrs 2013) Analise a tabela incompleta a seguir, sobre valores típicos de pH e de concentração de íons H+ e OH- em alguns líquidos.
Líquido pH [H + ] (mol/L) [OH-] (mol/L) Água da chuva 5,7 Água do mar 1,0 10 6 Café 1,0 10 5 Leite 6,5 3,2 10 8 Sangue humano 7,4 Suco de maçã 3,2 10 4
Pela análise da tabela, é correto afirmar que
a) a água da chuva é mais ácida do que a água do mar, e o leite é menos ácido do que o café. b) dentre os líquidos apresentados, o mais ácido é a água da chuva e o mais alcalino é o leite. c) o café tem pH 5, sendo menos ácido do que o sangue humano.
d) o leite é mais ácido do que a água da chuva, e o café é mais ácido do que o suco de maçã. e) a soma dos pHs da água da chuva e da água do mar é inferior à soma dos pHs do café e do
sangue humano.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 15 de 45 32. (Fuvest 2013) A vida dos peixes em um aquário depende, entre outros fatores, da
quantidade de oxigênio (O2) dissolvido, do pH e da temperatura da água. A concentração de oxigênio dissolvido deve ser mantida ao redor de 7 ppm (1 ppm de O2 = 1 mg de O2 em 1000 g de água) e o pH deve permanecer entre 6,5 e 8,5.
Um aquário de paredes retangulares possui as seguintes dimensões: 40 50 60 cm (largura x comprimento x altura) e possui água até a altura de 50 cm. O gráfico abaixo apresenta a solubilidade do O2 em água, em diferentes temperaturas (a 1 atm).
a) A água do aquário mencionado contém 500 mg de oxigênio dissolvido a 25°C. Nessa condição, a água do aquário está saturada em oxigênio? Justifique.
Dado: densidade da água do aquário = 1,0 g/cm3.
b) Deseja-se verificar se a água do aquário tem um pH adequado para a vida dos peixes. Com esse objetivo, o pH de uma amostra de água do aquário foi testado, utilizando-se o indicador azul de bromotimol, e se observou que ela ficou azul. Em outro teste, com uma nova
amostra de água, qual dos outros dois indicadores da tabela dada deveria ser utilizado para verificar se o pH está adequado? Explique.
33. (Unesp 2012) O magma que sai dos vulcões durante as erupções é constituído por rochas fundidas e vários tipos de gases e vapores, tais como CO, CO , 2 SO , 2 SO , HC3 e H O . A 2 respeito dessas substâncias, são feitas as seguintes afirmações:
I. Quando dissolvidos em água, os gases CO , 2 SO , 2 SO e 3 HC geram soluções eletrolíticas cujo pH é menor que 7.
II. As moléculas de CO , 2 SO e 2 H O apresentam geometria linear. 2
III. No estado sólido, as moléculas de CO encontram-se atraídas entre si por ligações de 2 hidrogênio muito intensas.
É correto o que se afirma em: a) I, apenas.
b) II, apenas. c) I e II, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 16 de 45 34. (Ufu 2012) Em máquinas fotográficas não digitais, a fotografia necessita de um filme fotográfico, também conhecido como película fotográfica, composto basicamente de brometo de prata. Quando um filme fotográfico é revelado, o brometo de prata reage com hidroquinona (revelador) para produzir prata metálica (parte escura do negativo) e quinona. A reação que ocorre nessa etapa está descrita abaixo.
brometos
6 4hidroquinona 2 aq aq
prata s
aq 6 4quinona2 aq 2 de prata metálica
2 AgBr C H OH 2OH 2 Ag 2Br C H O 2H O
A análise da equação química de revelação do filme fotográfico mostra que a) a variação do número de oxidação da prata é de +2.
b) a redução dos íons prata modifica o pH do meio reacional. c) o meio ácido é ideal para ocorrência da reação.
d) o brometo de prata (AgBr) é o agente redutor.
35. (Ufsj 2012) Em uma solução contendo 0,01 mol de ácido sulfúrico dissolvido em água pura, adicionaram-se 0,74 gramas de hidróxido de cálcio e a solução foi homogeneizada. Em relação ao pH final da mistura, é CORRETO afirmar que
a) é igual a 7
b) situa-se entre 5 e 7 c) é maior do que 7 d) é menor do que 5
36. (Pucsp 2012) A queima de combustíveis fósseis é uma das principais fontes de poluentes causadores da chuva ácida. Tanto o carvão mineral quanto os derivados de petróleo de maior peso molecular (como o óleo diesel) apresentam teores relativamente elevados de X, gerando o Y durante a combustão. A reação entre o oxigênio atmosférico e Y pode formar o gás Z, outro poluente atmosférico. A reação entre Z e a água produz o A, responsável pelo abaixamento do pH da chuva.
Os símbolos e fórmulas que substituem X, Y, Z e A apropriadamente são, respectivamente, a) C, CO, CO2 e H2CO3.
b) C, CO2, CO e H2CO3. c) S, SO2, SO3 e H2SO4. d) N, NO, NO2 e H2NO3. e) S, SO3, SO2 e H2SO3.
37. (Pucrj 2012) A dissolução do gás amoníaco (NH3) em água produz uma solução com pH básico. O valor da constante de ionização (Kb) do NH3 em água a 27 °C é 2,0 x 10−5.
2 ( ) 4
3 aq aq aq
NH H O NH OH
Dado: log105 = 0,70 Considerando-se a dissolução de 2,0 x 10−1 mol de NH3 em 1 L de água, pede-se:
a) o valor do pH da solução aquosa;
b) o reagente (lado esquerdo) que atua como base de Brönsted e Lowry e o seu ácido conjugado, produto da reação (lado direito);
c) a porcentagem em massa do elemento N na molécula de NH3; d) a massa de NH3 que foi dissolvida em 1 L de água.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 17 de 45 38. (Fgv 2012) A piridina é uma substância empregada na indústria da borracha, de tintas e de corantes. Em solução aquosa 0,1molL ,1 a 25 C, a piridina hidrolisa, resultando numa
solução com [OH ] 105mol L . 1
A classificação da piridina, de acordo com o conceito ácido-base de Lewis, e o pH da solução aquosa 0,1molL1 a 25 C são, respectivamente:
a) ácido de Lewis e 9. b) ácido de Lewis e 5. c) base de Lewis e 9. d) base de Lewis e 8. e) base de Lewis e 5.
39. (Pucsp 2012) Em um béquer são misturados 250 mL de solução aquosa de hidróxido de bário (Ba(OH)2) de concentração 0,1 mol/L, 150 mL de solução aquosa de ácido nítrico (HNO3) de concentração 0,2 mol/L e 100 mL de solução aquosa de ácido clorídrico (HC ) de
concentração 0,1 8 mol/L. A solução resultante apresenta pH a) entre 1 e 2.
b) entre 2 e 3. c) igual a 7. d) entre 11 e 12. e) entre 12 e 13.
40. (Mackenzie 2012) Um técnico químico dissolveu 37 mg de hidróxido de cálcio
(α100%)em água, a 25°C, para obter 250 mL de uma solução dessa base. Dessa forma, para essa solução, ele obteve um pH igual a
Dados: log 4 = 0,6
Massas molares em (g/mol) H = 1, O = 16 e Ca = 40. Números atômicos (Z) H = 1, O = 8 e Ca = 20. a) 2,4. b) 3,4. c) 11,3. d) 11,6. e) 12,6.
41. (Feevale 2012) O solo da Floresta Amazônica, de forma geral, é pobre em nutrientes e apresenta caráter ácido. Sobre o pH desse solo, fazem-se algumas afirmações.
I. É menor que 7. II. É maior que 7.
III. A adição de calcário
CaCO3
aumentará o pH do solo. Assinale a alternativa correta.a) Apenas a afirmação I está correta. b) Apenas a afirmação II está correta. c) Apenas a afirmação III está correta.
d) Apenas as afirmações I e III estão corretas. e) Apenas as afirmações II e III estão corretas.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 18 de 45 42. (Ucs 2012) O leite de vaca possui um pH médio de 6,6. Em caso de mastite, ou seja, inflamação da glândula mamária causada por bactérias, o pH torna-se alcalino. As bactérias acidificam o leite, mas o organismo do animal, para compensar, libera substâncias alcalinas. Qual deve ser o valor do pH do leite de um animal com mastite?
a) pH6,6 b) 0pH6,6 c) pH7,0 d) 6,6pH7,0 e) 7,0pH 14
43. (Ufjf 2012) O ácido nítrico é um ácido forte, enquanto o ácido metanoico tem constante de ionização igual a 1,0 10 . 4 Quais são as concentrações, em mol L , 1 das soluções desses ácidos que apresentam pH2,0, respectivamente?
a) 0,02 e 1,0 b) 0,02 e 0,02 c) 0,01 e 1,0 d) 0,01 e 0,01 e) 1,0 e 0,01
44. (Unimontes 2012) No final de um experimento executado por uma equipe de estudantes, foram geradas como resíduos as soluções aquosas I e II.
I. 140 mL de fosfato diácido de sódio (NaH2PO4) 0,2 mol L-1 ; pH = 2. II. 120 mL de ácido clorídrico (HC ) 0,04 mol L-1 ; pH = 1,4.
Acerca das soluções residuais, é INCORRETO afirmar que a) as soluções I e II apresentam o mesmo grau de acidez. b) a solução I contém, aproximadamente, 3,4 g de soluto. c) a solução II contém cerca de 5,0 x 10-3 mols de HC . d) as soluções devem ser diluídas antes de descartadas.
45. (Unimontes 2012) Considere quatro soluções, todas de concentração 0,1 mol/L, constituídas de
I. um ácido forte. II. uma base fraca.
III. um ácido de Ka 2,0 10 . 3 IV. um ácido de Ka 8,0 10 . 6
No que se refere aos dados fornecidos, é CORRETO afirmar que Dado: Kw 1,0 10 14.
a) o pH da solução I é maior que o pH da solução II. b) o pH da solução IV é menor que o pH da solução III. c) a força dos ácidos, em III e IV, é a mesma.
d) o kb da base conjugada do ácido em III é igual a 5,0 10 12.
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amplamente utilizado. A quantidade em gramas de hidróxido de magnésio, que deve ser adicionado a 1 litro de solução para aumentar seu pH de 1 para 2 é, aproximadamente, igual a: Obs.: Admita que não ocorra variação do volume pela adição do antiácido.
a) 0,1 b) 2,6 c) 6,8 d) 13
47. (Uern 2012) Um indivíduo, querendo evitar uma gripe, ingere um comprimido de ácido ascórbico (vitamina C), C6H8O6. Sabe-se que o comprimido pesa 3,52 g dissolvido em 100 ml de água. Calcule o pH dessa solução, estando ela 5% ionizada.
a) 0,2 b) 1 c) 2 d) 3
48. (Unesp 2012)
O listrado multicor que se desenha na areia quando o nível da água baixa nas lagoas do Pantanal da Nhecolândia, conhecidas como salinas, em Mato Grosso do Sul, por muito tempo foi um mistério para observadores. A explicação está numa cianobactéria que sobrevive nas condições dessas águas de pH entre 9 e 11. Na época seca essas bactérias se reproduzem em profusão e pintam as lagoas com substâncias de sua própria decomposição.
(Pesquisa FAPESP, fevereiro de 2012. Adaptado.) Águas que apresentam pH entre 9 e 11 são
a) ácidas, com [H+] que varia de 10–5 a 10–3 mol/L. b) ácidas, com [H+] que varia de 10–2 a 10–4 mol/L. c) alcalinas, com [OH–] que varia de 10–2 a 10–4 mol/L. d) alcalinas, com [OH–] que varia de 10–5 a 10–3 mol/L. e) neutras, com [H+] que se iguala a [OH–], de 10–7 mol/L.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 20 de 45 49. (Pucsp 2012) Um técnico determinou, cuidadosamente, o pH de cinco soluções aquosas distintas. Todas as soluções foram preparadas na concentração de 0,10 mol de soluto por litro de solução. Os solutos utilizados e os respectivos rótulos das soluções estão listados a seguir. Solução A = C H OH (0,10 mol/L) 2 5
Solução B = CH COOH (0,10 mol/L) 3 Solução C = HC (0,10 mol/L) Solução D = NaOH (0,10 mol/L) Solução E = NH3 (0,10 mol/L)
Nessas condições, pode-se afirmar que a disposição das soluções em ordem crescente de pH é a) A, B, C, D, E. b) E, C, B, A, D. c) B, C, E, D, A. d) C, B, A, E, D. e) C, B, E, A, D.
50. (Ufjf 2012) O ácido carbônico é formado quando se “borbulha” o dióxido de carbono em água. Ele está presente em águas gaseificadas e refrigerantes. Em solução aquosa, ele pode sofrer duas dissociações conforme as equações abaixo:
-7
2 3(aq) 2 ( ) 3 (aq) 3 (aq) 1
H CO H O HCO H O K =1,0 x 10
2 -11
3 (aq) 2 ( ) 3 (aq) 3 (aq) 2
HCO H O CO H O K =1,0 x 10
a) Calcule o pH de uma solução de ácido carbônico 0,1 mol.L-1, considerando apenas a primeira dissociação.
b) Sabe-se que o íon bicarbonato, ou hidrogenocarbonato, tem um comportamento anfótero, ou seja, pode se comportar tanto como um ácido quanto como uma base. De acordo com a teoria de Bronsted-Lowry, escreva as reações possíveis do íon bicarbonato com a água.
Bicarbonato como base
Bicarbonato como ácido
c) O dióxido de carbono sólido, gelo seco, é muito utilizado em casas noturnas e shows para criar uma névoa branca. Qual é o nome da mudança de estado físico que permite a formação dessa névoa? Qual é a geometria molecular do dióxido de carbono?
d) O CO2 também pode ser produzido pela decomposição do fermento biológico, ou seja, o bicarbonato de sódio. Calcule o volume de CO2, em mililitros, gerado pela decomposição de 6,0g de bicarbonato de sódio, nas condições normais de pressão e temperatura.
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Gabarito:
Resposta da questão 1: [D]
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Biologia]
I. Falso. Os dados da tabela não mostram uma forte correlação entre as concentrações de nitrato e de oxigênio dissolvido na água.
[Resposta do ponto de vista da disciplina de Química] Análise das afirmações:
I. Incorreta. Nessas amostras, não se verifica correlação entre a concentração de nitrato e a de oxigênio, o pH diminui e as concentrações oscilam:
pH Concentração de nitrato (mg/L) Concentração de oxigênio (mg/L) Ponto A (novembro) 9,8 0,14 6,5 Ponto B (novembro) 9,1 0,15 5,8 Ponto A (maio) 7,3 7,71 5,6 Ponto B (maio) 7,4 3,95 5,7
II. Correta. As amostras de água coletadas em novembro devem ter menos CO2 dissolvido do que aquelas coletadas em maio, pois o pH em maio é menor, ou seja, a concentração de íons H+ devido a presença do gás carbônico é maior.
pH Concentração de nitrato (mg/L) Ponto B (novembro) 9,1 0,15 Ponto A (maio) 7,3 7,71
III. Correta. Se as coletas tivessem sido feitas à noite, o pH das quatro amostras de água seria mais baixo do que o observado, pois a concentração de gás carbônico é maior neste período. Resposta da questão 2:
a) Equação química balanceada: HC (aq) NaOH(aq) H O( ) NaC (aq).2
b) O analista misturou 1 L de uma solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L com 1 L de uma solução de hidróxido de sódio 0,2 mol/L, então:
HC HC HC NaOH NaOH NaOH n [HC ] V n 0,1 n 0,1 mol 1 n [NaOH] V n 0,2 n 0,2 mol 1
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2 V 1 L 1 L 2 L
HC (aq) NaOH(aq) H O( ) NaC (aq) 1 mol 1 mol 0,1 mol excesso de 0,1 mol 2 excesso 2 excesso 0,2 mol 0,1 mol
[OH ] 0,05 mol / L 5 10 mol / L 2 L
pOH log[OH ] log(5 10 ) pOH 2 log5 2 0,70 1,30 pH pOH 14 pH 14 1,3 12,70 Resposta da questão 3: [D] [I] Correta. 4 4 pH = 4,0 [H ] = 1,0 10 mol/L 1,0 10 mol 1000 mL x 5 100 mL x 1,0 10 mol [OH ] : 0,01 mol 1000 mL y 5 1 mL y = 1 10 mol
Portanto, 1,0 mL de NaOH consome essa quantidade de ácido.
[II] Correta. A catálise heterogênea ocorre quando o estado físico do catalisador é diferente do estado físico dos reagentes.
[III] Correta. A precipitação da chuva ácida, contendo HNO3, contém íons H+, que, irá reagir os íons OH- do hidróxido de alumínio, o que deslocará o equilíbrio para a direita, dissolvendo a base formada.
[IV] Incorreta. A chuva por ser levemente ácida, poderá diminuir levemente o pH do solo. Resposta da questão 4:
Equação de ionização do ácido fluoretanoico:
2 3 2 2 2 2
C H O FC H O FH O grau de ionização será dado por:
1 0,05 mol L 100% x 1 20% x0,01 mol / L 2 3 2 C H O F C H O F2 2 2 H Início 0,05 - - Reação 0,01 0,01 0,01
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Equilíbrio 0,04 0,01 0,01
Então, a concentração de ácido que não ionizou é a diferença entre a concentração inicial e a ionizada: 0,05 0,01 0,04 mol / L .1
O pH é calculado a partir da concentração de íons hidrogênio no equilíbrio: 2
pH log H log0,01 log10 2
Cálculo da constante de equilíbrio:
2 2 2 2 3 2 3 1 C H O F H k C H O F 0,01 0,01 k 2,5 10 mol L 0,04 Resposta da questão 5: a) Teremos: 3 3 HX H X 0,2 0 0 (início) 0,01 0,2 0,01 0,2 0,01 0,2 (durante) 0,198 0,002 0,002 (equilíbrio) [H ] 0,002 2 10 mol / L pH log2 10 3 log2 pH 3 0,30 2,70
b) Cálculo da constante de ionização do ácido genericamente indicado como HX:
5 i HX H X 0,2 0 0 (início) 0,01 0,2 0,01 0,2 0,01 0,2 (durante) 0,198 0,002 0,002 (equilíbrio) [H ][X ] 0,002 0,002 K 2,02 10 [HX] 0,198 Resposta da questão 6:
a) Equações químicas adequadas:
2 2
2 2 2 3 3
CO (g) CO (aq)
CO (aq) H O( ) H CO (aq) H (aq) HCO (aq)
De acordo com a reação química descrita pela equação acima se percebe que o meio fica ácido. De acordo com o enunciado a solução ficou vermelha, isto significa que houve saturação, ou seja, que o pH é inferior a 4,5 (vide tabela).
b) No final da etapa I se observou a liberação de muitas bolhas de gás carbônico, isto significa que o equilíbrio foi deslocado para a esquerda e que a concentração de íons H diminui:
2 2
esquerda
2 2 2 3 3
esquerda esquerda
CO (g) CO (aq)
CO (aq) H O( ) H CO (aq) H (aq) HCO (aq)
Consequentemente o pH aumenta e supera 4,5. A solução muda da coloração vermelha para laranja.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 24 de 45 c) Foram feitas as seguintes observações:
Etapa 1: liberação de bolhas de gás carbônico e a solução ficou laranja. Etapa 4: houve liberação de poucas bolhas e a solução ficou amarela.
Conclui-se que a pressão da fase gasosa no interior da seringa, nas situações ilustradas pelas figuras II e V, não é a mesma:
2 2 2 2 2 CO
cons tan te cons tan te CO
cons tan te cons tan te CO CO CO P V n R T P V n R T n k P n k P n k P Resposta da questão 7: [C]
[A] Incorreta. Segundo o texto, a injeção de ácido ascórbico (vitamina C) mudou a coloração de amarela para vermelha.
[B] Incorreta. A mudança de cor ocorre devido a uma reação reversível de oxidorredução. [C] Correta. O nitrito de sódio irá atuar como agente oxidante, pois a mudança de cor
observada é provocada pela redução provocada pelo ácido ascórbico.
[D] Incorreta. A forma oxidada é o amarelo e a sua maturidade sexual é atingida quando sua cor se torna vermelha (forma reduzida).
[E] Incorreta. Pois existe um equilíbrio entre a forma oxidada e a forma reduzida. Resposta da questão 8:
[D]
[A] Incorreta. O ácido presente no estômago é o ácido clorídrico; [B] Incorreta. Esse valor de pH indica uma região de neutralidade. [C] Incorreta. A concentração de íons[H ] 2 107mol / L.
[D] Correta. 2 8 8 6 2 pH 2 [H ] 10 pH 8 [H ] 10 10 10 10 Resposta da questão 9: [A]
A diminuição do pH ocorre devido à elevação da concentração de cátions H+ no sangue. Para diminuir a acidez deve-se utilizar uma solução básica, ou seja, um sal que hidrolise formando íons OH-.
Neste caso, vem:
2 3
Na CO (carbonato de sódio)
2Na (aq) CO23(aq) 2H O( )2 H O( )2 CO (g)2 2Na (aq) 2 3 2 2 meio básico 2OH CO (aq) H O( ) CO (g) 2OH
www.nsaulasparticulares.com.br Página 25 de 45 Resposta da questão 10:
a) De acordo com o enunciado os pontos de cruzamentos das curvas nos gráficos fornecem o pKa ( logK ) a de cada etapa de ionização e a quantidade de hidrogênios ionizáveis (H ) .
Conclusão a respeito do cruzamento das curvas: Gráfico i: 3 H (Tris); três cruzamentos.
Gráfico ii: 2 H (Ácido fumárico); dois cruzamentos.
Gráfico iii: 1H (Alanina); um cruzamento.
b) O pKa pode ser extraído do gráfico no ponto de cruzamento entre as curvas devido à seguinte relação:
www.nsaulasparticulares.com.br Página 26 de 45 a a a a a a pH pK a a HA H A [H ][A ] K [HA] [A ] K [H ] [HA] Aplicando log, vem :
[A ] logK log [H ]
[HA] [A ] logK log[H ] log
[HA] [A ] logK log[H ] log
[HA] Então, [A ] pK pH log ou pH pK l [HA] og[A ] [HA] Resposta da questão 11: 01 + 02 + 04 = 07.
[01] Se o leite proveniente de diversas fontes tem o pH médio de 6,7 a 20 °C, então 500 mL desse leite contém, aproximadamente, 1 10 7 mols de íons H+.
0,3 6,7 7 0,3 7 log 2 0,3 10 2 [H ] 10 mol / L [H ] 10 10 mol / L [H ] 10 2 mol / L 1000 mL 7 2 10 mol 500 mL H 7 H n n 1 10 mol
[02] Sabendo que a concentração dos íons OH– em uma amostra de suco de laranja é igual a 11
1 10 mol/litro, o pH desse suco é 3. 11 14 11 14 3 pH [OH ] 10 mol / L [H ][OH ] 10 [H ] 10 10 [H ] 10 mol / L [H ] 10 mol / L pH 3
[04] Considerando que Kb para o NH OH é igual a 4 1 10 5, uma solução de NH C com 4 concentração 0,1 mol/litro, totalmente dissociado, apresenta pH próximo a 5.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 27 de 45 4 NH C H O2 H C NH3H O2 4 3 3 h 4 w h b 14 9 3 h 5 4 4 9 3 10 3 3 10 5 NH H NH [H ][NH ] K [NH ] K K K [H ][NH ] 10 K 10 [NH ] 10 [NH ] 0,1 mol / L [H ][NH ] 10 0,1 [H ][NH ] 10 [H ] [NH ] [H ][H ] 10 [H ] 10 mol / L pH 5
[08] Uma solução de H SO de concentração igual a 2 4 2 10 2 mol/litro, com grau de ionização de 80 %, possui pH = 2 - log3,2. 2 4 2 2 2 [H ] 2 [H SO ] [H ] 2 0,80 2 10 1,6 10 mol / L log[H ] log(3,2 10 ) pH 2 log3,2 α
[16] A soma de pH e pOH é igual a 14 a 25°C e 1 atm. Resposta da questão 12:
[C]
No caso da água sanitária: NaC O Na C OHOH Na meio ácido básixo fraco OH HC O C O HOH OH HC O
No caso da soda cáustica: 2 H O meio básico NaOH NaOH(s) NaOH(aq) NaOH(aq) Na (aq) OH (aq)
Em meio básico o valor do pH é maior.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 28 de 45 Resposta da questão 13:
[A]
De acordo com as equações fornecidas, adicionando-se Fe3 ao solo úmido, ocorre a
formação de
3
Fe OH que é neutralizado pelo ácido sulfúrico
3 2
4 2 2 4
aq aq 3 s aq
2Fe 3SO 6H O 2Fe(OH) 3H SO .
Resposta da questão 14:
a) Cálculo do número de mols de HC e NaOH que foram misturados. HC : 3 ÁCIDO 2 ÁCIDO 0,2 mol _______1 L n _______ 50 10 L n 1 10 mol NaOH:
Como a concentração de NaOH vale a metade da concentração do ácido, e foram
misturados volumes iguais, concluímos que o número de mols da base é metade do número de mols do ácido, ou seja, 0,5 10 2mol.
A reação entre HC e NaOH ocorre na proporção de 1:1. Assim, 0,5 10 2mol de NaOH ________ 0,5 10 2mol de HC .
Ao final da reação, há excesso de 0,5 10 2mol de HC (lembrar que foram misturados 2
1 10 mol de HC ).
O HC apresenta grau de ionização 100% de acordo com a seguinte equação:
3 3 HC H C 5 10 mol 5 10 mol
Cálculo da concentração de íons H+: (O volume da mistura foi de 100mL) 3 4 1 5 10 [H ] 5 10 mol / L 10 Cálculo do pH: 4 4 pH log[H ]
pH log5 10 p H [log5 log10 ] pH [0,7 4,0] 3,3
Nesse valor de pH, o indicador será incolor.
b) Para preparar 1L de uma solução 5 10 3mol / Ldesse ácido, necessita-se de 5 10 3 mol de soluto. 2 4 3 2 4 1 mol de H SO _____98g 5 10 mol _________ m m 0,49g de H SO
www.nsaulasparticulares.com.br Página 29 de 45 1mL do ácido ______1,8g
v ____________ 0,49g v272,22mL, aproximadamente.
c) Supondo que o grau de ionização do ácido sulfúrico seja de 100% 2 2 4 4 3 3 H SO 2H SO 5 10 mol / L 1 0 10 mol / L 2 pH log[H ] pH log1 10 2,0 Resposta da questão 15: [B]
Sob a perspectiva do químico, teremos:
Garrafa fechada: apresenta uma única fase (mistura homogênea).
Garrafa aberta: apresenta duas fases, pois tem-se a formação de bolhas devido à diferença de pressão externa e interna.
O caráter da bebida é ácido (pH < 7), devido à presença de gás carbônico dissolvido na bebida
2 2 2 3 3
(CO (g) H O( ) H CO (aq) H (aq) HCO (aq)).
Como o teor de etanol é em torno de 4,5 % (v/v): 4,5 mL e tanol 100 mL (produto) V e tanol 1000 mL (produto) V 45 mL Resposta da questão 16: [C]
Numa diluição, adiciona-se certo volume de solvente (no caso água) para que a concentração da solução diminua. Em diluições, sabe-se que a diminuição da concentração é inversamente proporcional ao aumento de volume.
O exercício afirma que houve uma diluição da solução de HC e que o volume passou de 50 mL para 1000 mL, ou seja, aumentou 20 vezes.
Dessa forma, podemos concluir que a concentração da solução inicial diminuiu 20 vezes. Portanto: 2 3 INICIAL FINAL [HC ] 2 10 [HC ] 1 10 mol / L 20 20
A solução é de um ácido forte, que ioniza 100%. Assim, podemos afirmar que a concentração de H+ vale 1 10 3mol / L.
Cálculo de pH;
3
www.nsaulasparticulares.com.br Página 30 de 45 Resposta da questão 17: V – V – V – F – F. A partir da tabela:
–3
3 0 HSO mol.dm v0
mol dm –3s1
–4 0,50 10 0,25 10 –14 –4 1,0 10 –4 (2 0,50 10 ) –14 1,0 10 –14 (4 0,25 10 )Verifica-se que a concentração de HSO3 (HSO3) dobra e a velocidade quadruplica, conclui-se que a ordem é 2.
2 x 3 -1 -1
3 2
3 1 3 3 0
3 1 3
v k[HSO ] [O ] ; k (dm .mol .s )
Utilizando as unidades da primeira linha da tabela, vem : mol dm s k mol dm (mol dm )
mol dm s dm .mol-1.s-1moldm3 3 3 0 3 1 3 1 2 0 3 2 mol dm (mol dm ) mol dm s mol dm s Conclusão : v k[HSO ] [O ] 2
O é um reagente e sua concentração não varia com o tempo (é constante). Logo, o gráfico está correto:
Quando o pH diminui de 5 para 4 a velocidade aumenta 100 vezes de acordo com a tabela: pH k (dm3.mol–1.s–1) 4 –2 –4 4,0 10 (4,0 10 100) 5 4,0 10 –4
Conclui-se que a velocidade aumenta com a elevação da concentração de cátions H .
Um aumento de 10 vezes na concentração de H (pH =5 para pH = 4) provoca uma elevação de 100 vezes da constante de velocidade.
3
HSO é um reagente de ordem 2. Conclui-se que sua concentração deve diminuir com o tempo. Logo, o gráfico fornecido está errado:
www.nsaulasparticulares.com.br Página 31 de 45 Resposta da questão 18: [A] Teremos: abrindo o abrindo o refrigerante refrigerante
(esquerda) (esquerda; consumo de H )
2 2 2 3 3
sentido dos [H ] diminui
reagentes pH aumenta
CO (g) H O( ) H CO (aq) H (aq) HCO (aq)
Resposta da questão 19:
a) Nos períodos noturnos, quando as lâmpadas são desligadas, caso se mantenha o borbulhamento de gás carbônico o equilíbrio será deslocado para a direita e a concentração de cátions H+ aumentará, consequentemente o pH diminuirá.
direita
direita 2
2 2 3 3
aumenta aumenta
CO g H O HCO aq H aq CO aq 2H aq
b) A solubilidade do gás carbônico diminuirá com a elevação da temperatura,
consequentemente o equilíbrio deslocará para a esquerda, a concentração de cátions H+ diminuirá e o pH aumentará.
2
2 2 3 3 esquerda esquerda A concentração diminui diminui com a elevação da temperatura CO g H O HCO aq H aq CO aq 2H aq Resposta da questão 20: 01 + 08 + 16 = 25.[01] Verdadeira. Em meio ácido, o equilíbrio I encontra-se deslocado para a direita, favorecendo a produção de H2CO3 que, sendo instável, se decompõe em CO2(g). [02] Falsa. Em altas temperaturas a reação tende a ser mais rápida.
[04] Falsa. Se um ácido é forte, apresenta alto grau de ionização. Logo, a afirmativa é incoerente.
[08] Verdadeira. O íon bicarbonato atua como receptor de H+, sendo, portanto, uma base. O ácido carbônico é seu ácido conjugado, pois apresenta apenas um H+ de diferença em sua estrutura.
[16] Verdadeira. O íon bicarbonato poderá sofrer perda de H+, assim como captar H+.
[32] Falsa. Em meio alcalino (grande concentração de OH-), o equilíbrio de dissociação do íon bicarbonato (reação I) encontra-se deslocado para a esquerda, desfavorecendo o processo de dissociação.
Resposta da questão 21: [E]
A equação de Henderson-Hasselbach é válida com melhor aproximação entre pH 4 e pH 10, devido às simplificações feitas.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 32 de 45 Resposta da questão 22:
[C]
Com a adição do ácido sulfúrico ocorre aumento da concentração de íons H .
Consequentemente o pH diminui. Com a adição de uma substância básica, a concentração de íons H volta a diminuir atingindo seu patamar inicial conforme o gráfico da alternativa [C]:
Resposta da questão 23:
[D]
Cascas de ovos podem ser usadas para correção da acidez do solo, pois a hidrólise do carbonato de cálcio, presente na casca, é básica.
3 CaCO 2H O2 Ca22OHH O2 2 2 3 2 2 meio básico CO CaCO H O Ca 2OH CO
Os íons H consomem os íons OH deslocando o equilíbrio para a direita.
Resposta da questão 24: [A]
Pela definição temos que pH log[H ]
Do ponto de vista geral, consideramos H3O+ = H+.
Assim, para cada amostra segue seu respectivo valor de pH: Amostra [H3O+] em mol/L
IAD 4,0
IIAD 5,0
IIIAD 7,0
IVAD 10,0
www.nsaulasparticulares.com.br Página 33 de 45 Resposta da questão 25:
[E]
A hidratação de um íon é considerada um tipo de complexação (o íon formado é um aquo-complexo):
x x
2 2 n
C nH OC(H O)
Para os cátions da tabela, teremos:
2 2 n 2 2 2 2 n 2 2 2 2 n 3 3 2 2 n 3 3 2 2 n Na nH O Na(H O) Fe nH O Fe(H O) Mg nH O Mg(H O) Fe nH O Fe(H O) A nH O A (H O)
Acrescentando ácido nítrico (HNO ), vem: 3
2 n 3 2 2 n 3 2 2 2 2 n 3 3 2 n 3 3 3 3 2 n 3 (Na(H O) H NO ) 1H (Fe(H O) 2H 2NO ) 2H raio Mg Fe (Mg(H O) 2H 2NO ) 2H (Fe(H O) 3H 3NO ) 3H raio A Fe (A (H O) 3H 3NO ) 3H
A distribuição de cargas tem a ver com o raio do cátion, ou seja, quanto menor o raio do cátion, maior será a distribuição de carga positiva ao seu redor. Consequentemente, a facilidade de formação de íons H+ será maior e o pH da solução será menor.
Cátion metálico r (pm) Na 95 2 Fe 76 2 Mg 65 3 Fe 64 3 A 50
Conclusão (ordem crescente de pH): A 3Fe3Mg2 Fe2 Na. Resposta da questão 26:
[E]
Para o cálculo de pH devemos somar as concentrações finais de íons H+ provenientes das ionizações de todos os ácidos.
Para HC 2 H O HC H C 0,01M 0,01M Para HNO3
www.nsaulasparticulares.com.br Página 34 de 45 2 H O 3 3 HNO H NO 0,03M 0,03M Para H2SO4 2 H O 2 2 4 4 H SO 2H SO 0,005M 0,01M
Portanto, a concentração total de íons H+ vale 0,05M ou 5 10 2mol / L. Pela definição de pH temos que:
2 2
pH log[H ]
pH log5 10 pH [log5 log10 ] pH [0,7 2,0] 1,3
Resposta da questão 27: 01 + 04 = 05.
Análise das afirmações:
01) Correta. O refrigerante de cola que possui
H de 1,0 10 3 é considerado ácido, pois
7H 10 .
02) Incorreta. O vinagre é uma solução aquosa de ácido acético.
04) Correta. O café que possui
OH
de 1,0 10 9 é considerado ácido, ou seja,
OH
107.08) Incorreta. Uma solução de bicarbonato de sódio tem caráter básico: Na HCO3 H O2 Na OHH O2 2 3 2 meio básico CO HCO OH CO Resposta da questão 28: [A] Teremos: 1 pH 1 [H ] 10 mol / L Antes : 1 L 1 10 mol de H Depois : 1000 L 1 1 4 4 10 mol de H 10 mol 10 mol / L pH' log10 4 1000 L pH' 4 1 4 pH
www.nsaulasparticulares.com.br Página 35 de 45 Resposta da questão 29: [D] Teremos: 7 7 7
[H ] 10 mol / L caráter básico [H ] 10 mol / L caráter ácido [H ] 10 mol / L caráter neutro
Líquido (H ) OH Caráter Leite 1,0 10 7 1,0 10 7 neutro
Água do mar 1,0 10 8 1,0 10 6 básico
Coca-cola 1,0 10 3 1,0 10 11 ácido
Café 1,0 10 5 1,0 10 9 ácido
Lágrima 1,0 10 7 1,0 10 7 neutro
Resposta da questão 30:
a) Cálculo do número de mols de HC : 10 mL de uma solução de HC 0,10 mol.L–1. 1000 mL 0,10 mol
10 mL HC
HC
n n 0,001 mol
Cálculo do número de mols de NaOH: 90 mL de solução de NaOH 0,010 mol.L–1. 1000 mL 0,010 mol 10 mL HC HC n n 0,0009 mol Reação de neutralização: 2 HC NaOH H O NaC 1 mol excesso de 0,0001 mol 1 mol 0,001 mol 0,0009 mol
Tem-se um excesso de 0,0001 mol de HC (H ) num volume de 100 mL (0,1 L) de solução (10 mL + 90 mL), então: 3 3 n 0,0001 [H ] 0,001 10 V 0,1 [H ] 10 pH 3 b) Teremos:
Faixa de pH Cor observada
1,0 a 3,0 pH = 3: cor vermelha
www.nsaulasparticulares.com.br Página 36 de 45 Resposta da questão 31: [A] Sabemos que: pH + pOH = 14 14 [H ] [OH ] 10 b log(a 10 ) b loga Líquido pH Água da chuva 5,7 Água do mar 8,0 Café 5,0 Leite 6,5 Sangue humano 7,4
Suco de maçã 4 log3,2
Quanto menor o valor do pH, mais ácida será a solução.
Conclusão: a água da chuva é mais ácida do que a água do mar, e o leite é menos ácido do que o café.
Resposta da questão 32:
a) O aquário de paredes retangulares possui as seguintes dimensões: 40 50 60 cm (largura x comprimento x altura) e possui água até a altura de 50 cm, então:
3 (água no aquário)
V 40 50 50 100.000cm .
Como a densidade da água é de 1,0 g/cm3, podemos calcular sua massa a partir do volume obtido: 1,0 g (água) 3 água 1 cm m 3 água 100.000 cm m 100.000 g
A água do aquário mencionado contém 500 mg de oxigênio dissolvido a 25°C, então: 100.000 g (água) 500 mg O2 1000 g (água) 2 2 O O m m 5mg
www.nsaulasparticulares.com.br Página 37 de 45 Análise do gráfico:
A 25°C, a solubilidade de O2(g) em 1000 g de água é de 7,5 mg.
Conclusão: Nessa condição, a água do aquário não está saturada em oxigênio. b) O pH deve permanecer entre 6,5 e 8,5.
Utilizando-se o indicador azul de bromotimol, observou-se que a cor ficou azul e isto implica um pH maior do que 7,5.
Outro indicador que poderia ser utilizado seria a fenolftaleína, pois, entre pH 7,5 e 8,5, ficaria incolor e acima disso assumiria cor rosada.
Resposta da questão 33: [A]
Quando dissolvidos em água, os gases CO , 2 SO , 2 SO e 3 HC geram soluções eletrolíticas cujo pH é menor que 7, pois CO , 2 SO , 2 SO são óxidos ácidos (reagem com água formando 3 ácidos) e HC é um ácido forte.
www.nsaulasparticulares.com.br Página 38 de 45 Resposta da questão 34:
[B]
Observe na equação que a redução dos íons Ag (de +1 para 0) consome íons OH–. Dessa forma, a relação entre H+ e OH– é alterada; isso causará uma mudança nos valores de pH e pOH do meio reacional.
Alternativas falsas.
[A] Falsa. No AgBr, o nox da prata vale +1. Na espécie Ag, vale 0. Portanto, a variação e nox é -1.
[C] Falsa. A reação depende da presença de íons OH–, ou seja, o meio ideal para a reação seria o alcalino.
[D] Falsa. A preta sofre redução. Sendo assim, o brometo de prata é o agente oxidante. Resposta da questão 35:
[A]
A equação da reação entre as substâncias é:
2 4 2 2 4
H SO Ca(OH) 2H O CaSO
Cálculo do número de mols de base que foram adicionados.
21 mol de Ca OH 74 g
n 0,74 g
n0,01 mol
De acordo com a equação acima, observa-se que os reagentes reagem na proporção de 1:1, ou seja, em quantidades iguais em mols.
Como foram adicionados 0,01 mol, tanto do ácido como da base, podemos concluir que a reação ocorreu em proporção estequiométrica. Isso equivale a dizer que não há excesso de nenhum dos reagentes ao final do processo. Portanto, ao final da reação, o meio estará neutro (pH = 7,0).
Resposta da questão 36: [C]
Teremos:
A queima de combustíveis fósseis é uma das principais fontes de poluentes causadores da chuva ácida. Tanto o carvão mineral quanto os derivados de petróleo de maior peso molecular (como o óleo diesel) apresentam teores relativamente elevados de enxofre (S), gerando o dióxido de enxofre (SO2) durante a combustão. A reação entre o oxigênio atmosférico e
dióxido de enxofre (SO2) pode formar o gás trióxido de enxofre (SO3), outro poluente
atmosférico. A reação entre trióxido de enxofre (SO3) e a água produz o ácido sulfúrico
(H2SO4), responsável pelo abaixamento do pH da chuva.
2 2 2 2 3 3 2 2 4 pH diminui devido à liberação de H S O SO 1 SO O SO 2 SO H O H SO
www.nsaulasparticulares.com.br Página 39 de 45 Resposta da questão 37:
a) Pela tabela de equilíbrio temos:
Concentrações NH3 NH4+ OH
-Inicio 0,2 0 0
reagente → produto x x x
equilíbrio 0,2 - x x x
Como a constante de equilíbrio é muito baixa, podemos assumir que 0,2 – x 0,2. Agora vamos calcular o valor de x a partir da expressão da constante de equilíbrio:
4 i 3 [NH ][OH ] K [NH ] → ~ 5 x2 2 10 0,2 → 6 3 x 4 10 2 10 mol / L -3 -3
pOH = - log 2 10 = - [log10 - log 5 + log 10 ] = [1- 0,7- 3] = 2,7 pOH = 2,7
Assumindo que pH + pOH = 14, calcula-se o valor de pH pH = 11,3
Devemos considerar que pH + pOH = 14, 0 mesmo com a temperatura sendo diferente de 25°C, conforme o exercício assume.
b) Podemos afirmar que a base de Bronsted e Lowry é a amônia (NH3) que atua como receptor de próton. Seu ácido conjugado é o íon amônio (NH4+).
c) Massa molar da amônia 17g/mol 17 g 100% 14 g x x = 82,3 % d) Teremos: 3 1 mol de NH -1 3 17 g 2 10 mol de NH 3 3 NH NH m m = 3,4 g de amônia. Resposta da questão 38: [C] 14 5 1 9 1 pH 1 [H ] [OH ] 10 [OH ] 10 mol L [H ] 10 mol L [H ] 10 mol L pH 9
