IV A dissolução do dióxido de carbono na água é um fenómeno que condiciona o pH das águas naturais e o aprisionamento do CO2 atmosférico pelas águas dos mares e dos rios. A equação que traduz essa dissolução é: CO2(g) CO2(aq) Sabendo que a constante deste equilíbrio a 25 ºC é de 2,858×10-2 e a 90 ºC é de 5,732×10-3, 1) Calcule o ∆H0 da reacção de dissolução do CO2 gasoso em água. 2) Sabendo que a pressão parcial média de dióxido de carbono na atmosfera a 25 ºC é de 3×10-4 atm, calcule a concentração de equilíbrio (mol.L-1) de dióxido de carbono em solução aquosa a essa temperatura.

............................................................ O carbonato de cálcio é o componente principal de vários materiais de construção como o mármore, por exemplo. Socorrendo-se da tabela anexa, a) escreva a reacção de dissolução do carbonato de cálcio em água e calcule a sua solubilidade a 25 ºC. b) A solubilidade do sal diminui com o aumento da temperatura. Demonstre este facto.

∆H0f / kJ.mol-1 S0

f / J.mol-1.K-1 CaCO3(s) -1207 92,9 Ca2+(aq) -542,83 -53,1 CO3

2-(aq) -677,14 -56,9 ……………………………………………

O hidróxido de alumínio, Al(OH)3, é um produto da corrosão do alumínio que tem propriedades passivantes. A tabela seguinte contém alguns dados termodinâmicos, a 25 ºC, respeitantes ao hidróxido de alumínio, cujo produto de solubilidade a 25 ºC é Ks=3×10-34.

∆H0f (kJ.mol-1) ∆G0

f (kJ.mol-1) Al(OH)3 (sólido) -986.6 ?

Al3+ (aq.) -524,7 -481,2 OH- (aq.) -230,0 -157,24

a) Complete a tabela (calcule o valor que deve substituir o ponto de interrogação). b) Calcule o pH de uma solução saturada a 25 ºC. c) Calcule o produto de solubilidade do sal a 75 ºC. Explicite as eventuais aproximações feitas em b) e c) e comente a sua validade.

V 1. a) Calcule a força electromotriz da seguinte pilha a 25ºC:

Fe (s) ⎢ Fe2+(aq., 0,025 M) ⎢⎢ H+(aq., 0,01 M) ⎢ H2 (g., 1 atm) ⎢ Pt (s) b) Identifique o cátodo e o ânodo, escreva a reacção catódica, a reacção anódica, a reacção espontânea da pilha e indique o sentido do movimento dos electrões no circuito exterior e dos iões no electrólito. 2. Descreva o processo de corrosão de uma barra de ferro enterrada verticalmente em areia húmida (caso de um pilar de pontão). Faça um pequeno desenho esquemático e seja sucinto na resposta.

...................................................................... Considere o seguinte sistema reaccional:

Au+(aq.) + Ag (s) ↔ Au (s) + Ag+ (aq.) em que as concentrações das espécies iónicas no electrólito são: [Au+] = 5x10-3M e [Ag+] = 0,10M. 1) Escreva as reacções de eléctrodo e represente esquematicamente a pilha. Determine o valor de ∆G da reacção global da pilha e verifique se a reacção é espontânea. 2) Em achados arqueológicos é frequente encontrar objectos formados por ligas de cobre e prata. Verifica-se que a camada superficial desses objectos tem actualmente um teor em prata superior ao da liga no interior da peça. Explique muito sucintamente o fenómeno.

........................................................................ Considere a seguinte pilha:

Fe (s) ⎢ Fe2+ (aq., 0,001 M) ⎢⎢ O2(g., 0,2 atm) ⎢ OH─(aq., 1 × 10-5 M) ⎢ Pt (s)

a) Calcule a sua força electromotriz a 25ºC. Identifique o cátodo e o ânodo, escreva a reacção catódica, a reacção anódica, e indique o sentido do movimento dos electrões no circuito exterior e dos iões na ponte salina.

b) Escreva a reacção espontânea global da pilha e calcule a respectiva constante de equilíbrio.

VI 3) A água da chuva, que atravesse exclusivamente a atmosfera antes de ser recolhida num recipiente de vidro, não tem, a 25 ºC, pH=7. Justifique esta afirmação usando os equilíbrios químicos que considere necessários para o efeito. 4) No trabalho 4 de laboratório foi preparado um electrólito misturando cinco ingredientes. Explique o papel de cada um deles socorrendo-se das equações electroquímicas que considere necessárias. 3) Uma das verificações que fez no laboratório foi a da variação do pH de uma água natural proveniente de uma região granítica, devida ao contacto com um leito de pedras calcárias (CaCO3) a temperatura constante. Justifique a variação observada com as equações químicas que considere necessárias. 4) No trabalho 4 de laboratório estudou o processo de protecção contra a corrosão por ânodo sacrificial. Descreva e explique completamente as observações feitas socorrendo-se das equações electroquímicas que considere necessárias.

.................................................................... 1. Imagine que recolheu água da chuva no topo da Serra da Estrela após dois dias

consecutivos de chuva. Essa água (não poluída) é ácida, neutra ou básica? Justifique a resposta dada escrevendo as principais reacções químicas que justificam o pH dessa água.

2. Considere a experiência realizada no laboratório em que um dos pregos imersos no electrólito preparado foi ligado ao pólo negativo de uma bateria de 1,5 V. Tendo em conta que se verificou a libertação abundante de um gás nesse eléctrodo, escreva as equações químicas dos processos redox dominantes na pilha.