41

385QUMICAMEDICINA II

QUMICA 3Equilbrio inico da gua Aulas35 e 36

O equilbrio inico da gua dado pela equao:

H O H OHendo

exo aq aq2 ( ) ( ) ( )A +

+

Para esse equilbrio: K H OHw = +

A 25 C, Kw = 1014

Se

H OH meio cido

H OH meio neutro

H

+

+

+

> =

<

OH meio bsico

pH H= +log

A CpH pOH

pHneutro 25

14

7

+ =

=

A 60 C, Kw = 1013

pOH OH= log

A CpH pOH

pHneutro 60

13

6 5

,

+ =

=

Escalas de pH e pOH, a 25 C:

pH

pOH

0 7 14

0714

Aumento da acidez

Neutro Aumento da basicidade

Aumento daacidez

01234567891011121314

Aumento daalcalinidade

Escala de pH

Neutro

Bateria cidaSuco de limoVinagre Chuvacida

Leite

Peixe adulto morreReproduo depeixe afetada

Faixa normaldas chuvas

Faixa normalda gua dos rios

gua do mar

Amnia

gua sanitria

Leite de magnsia

Exerccios de Sala

1 IFSP 2011 Certa gua mineral do municpio de Pao do Lumiar, MA, apresenta pH = 4 a 25 C. Outra gua mineral, de Igarap, MG, tambm a 25 C, apre-senta pH = 6. Sendo assim, pode-se afirmar que:I. a concentrao de ons H+(aq) varia de, aproximada-

mente, 100 vezes de uma gua para outra.II. a gua mineral do municpio maranhense mais

cida que a do municpio mineiro.III. as duas guas minerais so misturas de substncias.

correto o que se afirma em: (a) I, apenas. (b) II, apenas. (c) III, apenas. (d) I e II, apenas. (e) I, II e III.

Orientaes

Aborde o equilbrio inico da gua e demais solues aquosas. Identifique as fases quando for meio cido, meio neutro e meio bsico e demonstre o grfico das escalas de pH e pOH, a 25 C e os respectivos ndices de aumento de acidez, neutralidade e aumento de basicidade.

42

386 QUMICA

35 e 36Aulas

2 Fuvest 2011 Considere 4 frascos, cada um con-tendo diferentes substncias, a saber:

Frasco 1: 100 mL de H2O(A)Frasco 2: 100 mL de soluo aquosa de cido actico

de concentrao 0,5 mol/LFrasco 3: 100 mL de soluo aquosa de KOH de con-

centrao 1,0 mol/LFrasco 4: 100 mL de soluo aquosa de HNO3 de con-

centrao 1,2 mol/L

A cada um desses frascos adicionaram-se, em experi-mentos distintos, 100 mL de uma soluo aquosa de HCA de concentrao 1,0 mol/L. Medindo-se o pH do lquido contido em cada frasco, antes e depois da adi-o de HCA(aq), pde-se observar aumento do valor do pH somente: (a) nas solues dos frascos 1, 2 e 4. (b) nas solues dos frascos 1 e 3. (c) nas solues dos frascos 2 e 4. (d) na soluo do frasco 3. (e) na soluo do frasco 4.

3 UFRGS 2010 Um laboratorista preparou 100 mL de uma soluo aquosa contendo 4,0 g de NaOH, e um colega seu preparou uma soluo aquosa de igual volume, mas contendo 4,0 g de KOH.Sobre essa situao, so feitas as seguintes afirmaes.I. A primeira soluo mais bsica que a segunda.II. Ambas as solues requerem 50 mL de HCA

2,0 mol L1 para a sua neutralizao.III. A primeira soluo apresenta pH = 14.Est(o) correta(s):(a) apenas I. (b) apenas II. (c) apenas III. (d) apenas I e II. (e) apenas I e III.

4 PUC-SP 2012 Em um bquer so misturados 250 mL de soluo aquosa de hidrxido de brio (Ba(OH)2) de concentrao 0,1 mol/L, 150 mL de soluo aquosa de cido ntrico (HNO3) de concentrao 0,2 mol/L e 100 mL de soluo aquosa de cido clordrico (HCA) de concentrao 0,18 mol/L. A soluo 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.

GUIA DE ESTUDOQumica / Livro 3 / Frente 3 / Captulo 6I. Leia as pginas de 155 a 159.II. Faa os exerccios 1 e 2 da seo "Revisando".III. Faa os exerccios propostos de 1 a 6, 16 e 19.

Anotaes

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386 QUMICA

35 e 36Aulas

2 Fuvest 2011 Considere 4 frascos, cada um con-tendo diferentes substncias, a saber:

Frasco 1: 100 mL de H2O(A)Frasco 2: 100 mL de soluo aquosa de cido actico

de concentrao 0,5 mol/LFrasco 3: 100 mL de soluo aquosa de KOH de con-

centrao 1,0 mol/LFrasco 4: 100 mL de soluo aquosa de HNO3 de con-

centrao 1,2 mol/L

A cada um desses frascos adicionaram-se, em experi-mentos distintos, 100 mL de uma soluo aquosa de HCA de concentrao 1,0 mol/L. Medindo-se o pH do lquido contido em cada frasco, antes e depois da adi-o de HCA(aq), pde-se observar aumento do valor do pH somente: (a) nas solues dos frascos 1, 2 e 4. (b) nas solues dos frascos 1 e 3. (c) nas solues dos frascos 2 e 4. (d) na soluo do frasco 3. (e) na soluo do frasco 4.

3 UFRGS 2010 Um laboratorista preparou 100 mL de uma soluo aquosa contendo 4,0 g de NaOH, e um colega seu preparou uma soluo aquosa de igual volume, mas contendo 4,0 g de KOH.Sobre essa situao, so feitas as seguintes afirmaes.I. A primeira soluo mais bsica que a segunda.II. Ambas as solues requerem 50 mL de HCA

2,0 mol L1 para a sua neutralizao.III. A primeira soluo apresenta pH = 14.Est(o) correta(s):(a) apenas I. (b) apenas II. (c) apenas III. (d) apenas I e II. (e) apenas I e III.

4 PUC-SP 2012 Em um bquer so misturados 250 mL de soluo aquosa de hidrxido de brio (Ba(OH)2) de concentrao 0,1 mol/L, 150 mL de soluo aquosa de cido ntrico (HNO3) de concentrao 0,2 mol/L e 100 mL de soluo aquosa de cido clordrico (HCA) de concentrao 0,18 mol/L. A soluo 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.

GUIA DE ESTUDOQumica / Livro 3 / Frente 3 / Captulo 6I. Leia as pginas de 155 a 159.II. Faa os exerccios 1 e 2 da seo "Revisando".III. Faa os exerccios propostos de 1 a 6, 16 e 19.

Resolues Exerccios de Sala

Exerccios opcionais

OPCIONAL 1 PUC-Rio 2013 Pipeta-se 50 mL de soluo aquosa 0,02 mol/L de cido clordrico e transfere-se para um balo volumtrico de 1.000 mL, ajustando-se para esse volume a soluo final, usando gua pura.O pH da soluo final : (a) 1 (b) 2 (c) 3 (d) 7 (e) 9

OPCIONAL 2 UFG 2013 Uma soluo foi preparada pela mistura de cido clordrico (HCl), cido ntrico (HNO3) e cido sulfrico (H2SO4). Sabendo-se que na soluo final as concentraes molares de HCl, HNO3 e H2SO4 so, respectivamente, iguais a 0,010 mol/L, 0,030 mol/L e 0,0050 mol/L, o pH da soluo ser igual a:Dado: log10 5 = 0,70. (a) 5,00 (b) 3,00 (c) 2,70 (d) 2,00 (e) 1,30

1 Alternativa: E.

pH H M maior acidez

pH H M menor acidez

= =

= =

+

+

4 10

6 10

4

6

[ ] ( )

[ ] ( )

[

HHH

MM

H H+

+

+ += =

][ ]

[ ] [ ]

1010

1004

6

2 Alternativa: E.

A cada um desses frascos adicionaram-se, em experimen-tos distintos, 100 mL de uma soluo aquosa de HCl de concentrao 1,0 mol/L, ento:1 L 1 mol0,1 L n(HCl)n(HCl) = 0,10 mol

Frasco 1:100 mL de H2O(l)Nmero de mols de H+ = 0,10 molVolume final = 100 mL + 100 mL = 200 mL = 0,2 L[H+]inicial = 10

7

[H+]final = 0 10 2

0 5,,

,= mol/L

[H+] aumentou; logo, o pH diminuiu.

Frasco 2: 100 mL de soluo aquosa de cido actico de concentrao 0,5 mol/L. Como o cido actico fraco, o nmero de mols de H+ liberado pequeno, mas, somado ao inicial, tem-se: [H+]final > [H

+]inicial; logo, o pH final ser menor que o inicial.

Frasco 3:100 mL de soluo aquosa de KOH de concen-trao 1,0 mol/L.1 L 1,0 mol0,1 L n(KOH)n(KOH) = 0,1 molHCl + KOH H2O + KCl1 mol 1mol0,10 mol 0,10 molNesse caso, h neutralizao e o pH ser praticamente equivalente ao da neutralidade, ou seja, haver diminui-o do pH em relao soluo inicial, que era bsica.

Frasco 4: 100 mL de soluo aquosa de HNO3 de con-centrao 1,2 mol/L.[H+]inicial = 0,12 mol/L1 L 1,2 mol0,1 L n(HNO3)n(HNO3) = 0,12 moln(H+; na soluo de HNO3) 0,12 moln(H+; na soluo de HCl) = 0,1 moln(H+ total) (0,12 + 0,10) 0,22 mol

[H+] 0 220 2

0 11,,

,= mol/L

[H+]inicial = 0,12 mol/L[H+]final = 0,11 mol/L

A concentrao de H+ na soluo final ser menor que a concentrao na inicial. Logo, o pH da soluo final ser maior que o da soluo inicial.

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3 Alternativa: E.I. Primeira soluo:

[NaOH] =

4 040100

0 001 11

1 1

,

,

gg mol

mLmol mL mol L = =

Segunda soluo:

[KOH] =

4 056100

0 0007 0 71

1 1

,

, ,

gg mol

mLmol mL mol L = =

[NaOH] > [KOH]. A primeira soluo mais bsica que a segunda.

II. Clculo do nmero de mols de HCl necessrio para neutralizar a primeira soluo:

NaOH + HCl HOH + NaCl 0,1 M 0,1 M

Pelos dados ([HCl] = 2,0 mol L1 e V = 50 mL = 0,05 L):

[HCl] = nVHCl nHCl = 2,0 0,05 = 0,1 mol

Clculo do nmero de mols de HCl necessrio para neutralizar a segunda soluo:

KOH + HCl HOH + KCl 0,07 M 0,07 M

Pelos dados ([HCl] = 2,0 mol L1 e V = 50 mL = 0,05 L):

[HCl] = nVHCl nHCl = 2,0 0,05 = 0,1 mol

A segunda soluo requer 0,07 mol de HCl; logo, no obedece afirmao do item II.

III. Primeira soluo: NaOH 1 mol/L [OH] = 1 mol/L pOH = log [OH] = log 1 = 0 pH + pOH = 14 pH + O = 14 pH = 14

4 Alternativa: D.

250 0 250 1

0

2

2

2

mL L de soluo de BaOHBaOH mol LnBa OH

( , ) ( )[ ( ) ] , /

( )

=

= ,, , ,

, ,

( , )

1 0 25 0 025

2 0 025 0 05

150 0 15

=

= =

mol

n mol

mL L de soluo

OH

dde HNOHNO mol Ln mol n molHNO H

3

3 0 20 2 0 15 0 03 0 03

10

3

[ ] , /, , , ,

=

= = =+

00 0 10 180 1 0 18 0 018

mL L de soluo de HCHC mol LnHC

( , )[ ] , /

, , ,

ll

l

=

= = mmol n molH

=+ 0 018,

V L L L Ln mototal

H total

= + + =

= + =+

0 25 0 15 0 10 0 50 018 0 03 0 048

, , , ,, , ,

( )ll

n mol est em excesso

n excessoOH

OH

=

= =

0 050

0 050 0 048 0

, ( )

( ) , , ,0002

0 0020 5

4 10

4 10 3

3

3

mol

OHnV

molL

mol L

pOH

[ ],

,/

log( )

= = =

= =

=

= = +

log

( log ) log .

41414 3 4 11 4

pH pOHpH

O pH est entre 11 e 12.

OPCIONAL 1 Alternativa: C.Houve uma diluio da soluo de HCl e o volume passou de 50 mL para 1.000 mL, ou seja, aumentou 20 vezes. Dessa forma, podemos concluir que a concen-trao da soluo inicial diminuiu 20 vezes.Portanto:

[ ][ ]

/HCHC

mol Ll lfinal inicial= =

=

202 10

201 10

23

Como o cido clordrico um cido forte, podemos afirmar que a concentrao de H+ vale:1 103 mol/L. Clculo de pH;pH = log1 103 = 3,0

OPCIONAL 2 Alternativa: E.Para o clculo de pH, devemos somar as concentraes finais de ons H+ provenientes das ionizaes de todos os cidos.

Para HCl

HC H CH Ol l0,01 M

0,01 M

2 ++

Para HNO3HNO H NOH O3 30,03 M

0,03 M

2 ++

Para H2SO4H SO H SOH O2 4 4

220,005 M

0,01 M

2 ++

Portanto, a concentrao total de ons H+ vale 0,05 M ou 5 102 mol/L. Pela definio de pH, temos que:pH = log[H+]pH = log5 102 pH = [log5 + log102] pH = [0,7 2,0] = 1,3