Cintica Qumica e Equilbrio Qumico fundamentalquevocestudemuitobemaparte tericapara sedarbemem todos osexerccios. Esses tpicossobemexploradosnosvestibulares,mas sempreexigindoumgrandeconhecimentoterico, porisso,nopercatempo!Leiabastantesobreo assunto. Exerccios 1- O vinagre pode ser considerado uma soluo de concentrao 0,72 M em relao ao cido actico. Esse cido fraco e possui constante de ionizao Ka igual a 1,8 .10-5, a 250C. Determine: a) o grau de ionizao do cido nesta temperatura; b) a concentrao molar de ons H+ do vinagre. Dados do Exerccio ==510 . 8 , 172 , 0aKM MSabemos que: Ka = M.2 [H+] =M Soluo a)o = MKao =72 , 010 . 8 , 15 = 5.10-3 = 0,5% b) [H+] = Mo= 0,72 . 0,005 = 3,6 .10-3 mol/L Observao muito importante: Reparequenofoiusadaa expressocompletadaconstante deionizao.Comoaconstante temumvalormuitopequenoda ordem de10-5,desprezamos1-o . Seoexercciotrazerumgraude ionizao>ou=5%,devemos fazer uso da expresso completa. ou Ki = Mo 2 oo=12MKi2-(PUC-SP)Etanolreagecomcidoacticoformandooster acetatodeetilaegua.Essareaopodeserrepresentadapelo equilbrio abaixo: H3C COOH+HOH2C CH3 H3C COOH2C CH3+H2Oc. acticoetanol Acetato de etila gua A constante de equilbrio para a formao do acetato de etila a 1000C igual a 4. Ao reagirmos 3 mols de etanol com 3 mols de cidoacticoemumrecipientefechado,apsatingidoo equilbrio,quaisdevemserasquantidadesemmolsdas substncias participantes no equilbrio? Soluo CH3 -COOH+C2H5OHCH3 COO C2H5 +H2O Incio 330 0 Reage e forma x xx xEquilbrio 3-x3-xx x | || || || | lcool cidogua stercK =| || || || | x xx x =3 34X = 2 Substituindo o valor de x = 2, teremos: 1 mol1 mol2 mols2molsImportante:Nuncaesqueaquetodaexpresso daconstanterefere-sesempreasconcentraes molaresnoequilbrio.Nesteexerccioque acabamosderesolver,nousamososvaloresem mols/litroporqueaproporoquereageme formamde1para1,portantoovolumedo recipientequalquerquesejanoalterao resultado. 3- (OSEC-SP) Sabendo-se que no equilbrio H2(g) +I2(g) 2 HI(g) a presso parcial do hidrognio 0,22 atm, a do ido 0,22 atm ea do gs ioddrico 1,56 atm, qual o valor da constante de equilbrio Kp? Como temos um sistema envolvendo gases podemos trabalhar direto em funo de presses parciais Soluo ( )( )( )( )( )( )2 , 5022 , 0 22 , 056 , 122 22= = =I HpHIKp4- (FUVEST-SP) temperatura T, a reao N2O4 (g)2 NO2 (g) apresentaumaconstantedeequilbrioiguala1,0.Analiseos dadosrelativossduasmisturasgasosasaessatemperatura,e decidaemqualdelasosgasesestoemequilbrio.Indiqueos clculos. Mistura [NO2][N2O4] I1,0 .10-1 1,0 . 10-3 II1,0 .10-2 1,0 . 10-4

Soluo | || |4 222O NNOQc =Pode ser calculado em qualquer instante. Se: Qc = Kc est em equilbrio Qc < Kc no est em equilbrio; deve deslocar direita Qc > Kc no est em equilbrio; deve deslocar esquerda Qc na mistura I : | || || || |13214 22210 . 0 , 110 . 0 , 110 . 0 , 1= = =O NNOQcDiferente de Kc No est em equilbrio Qc na mistura II : | || || || |0 , 110 . 0 , 110 . 0 , 14224 222= = =O NNOQcIgual ao valor de Kc. Est em equilbrio 5-(VUNESP-SP)Misturam-se100mldeumasoluoaquosa de NaOH 0,100 M, com 400 ml de soluo aquosa de HCl 0,050 M.Adiciona-seguaatcompletarovolumede1000mle homogeneza-seasoluoresultante.QualopHdasoluo resultante? Soluo NaOH(aq)+HCl(aq) NaCl(aq)+ H2O 100 ml400 ml V= 500 ml 0,100M0,050 MM =? n1 = M.V n1=M.Vn1= 0,1.0,1 n1=0,05.0,4 n1= 0,01 n1=0,02 reage 0,01 0,01forma: 0,01 mol NaCl excesso de 0,01 mol de HClMHCl = n1/V = 0,01/1 = 0,01 Molar pH = -log[H+]= -log 10-2 => pH =2 V final= 1litro |H+|= M.o Cuidado!- neste exerccio, pede-se o pH e, o reagente em excesso o cido, se fosse a base calcularamos primeiro o pOH, para depois calcular o pH. pH + pOH = pKw Monocidos =>[H+] = M.oMonobases => [OH- ]=M.o Dicidos => [H+] = 2 M.o dibases => [OH- ]=2 M.o Em caso de cidos e bases fortes, voc deve considerar o valor de alfa sempre igual a 100% ou seja 1. Em caso de cidos e bases fracos, o grau de ionizao deve ser dado, ou voc ter dados suficientes para determinar seu valor. 6-(PUC-Campinas)Umareaagrcolafoi adubada com amnia, nitrato e fosfato de amnio. Naamostradasguaresiduaisdairrigaodessa reaverifica-sequeaconcentraodeonsOH- iguala8.10-5mol/L.QualopHdaamostra? (dados: log 8 =0,9) Soluo |OH-|=8.10-5 pOH = -log |OH-|pOH = -log 8.10-5pOH = 5 log 8pOH =4,1 pH + pOH = 14 pH = 14 4,1 pH = 9,9 Ateno!Como o exerccio deu OH-, mostrando que a soluo bsica, calculamos primeiro o pOH, para depois calcularmos o pH IMPORTANTE -OsegredodequalquerexercciodepHoupOHsempre chegarmosnamolaridadedasoluo;depoisoexerccio torna-se fcil pois: |H+| = M .o ou |OH-| = M .o, isto para mono-cidosemono-bases;setivermosdicidosoudibases, basta multiplicarmos por 2. -Nuncaseesqueaqueasconcentraesdevemsersempre em mols/litro. -Emcasosdediluiooumistura,podemosfazerusode expresses j conhecidas usando no lugar de molaridade,H+ ou OH-, da seguinte maneira: [H+] inicial .[V ] inicial =[H+ ] final . [V] final [H+][V] + [H+][V]=[H+][V] 1a2aFinal 7- Adiciona-se gua destilada a 50ml de uma soluo deHCldepH=2,7atovolumede500ml.Qualo pH da soluo final? Soluo pH inicial = 2,7portantopH final = ?[H+]incio = 10-2,7 [H+] = ?V inicial = 50mlV final = 500 ml [H+][V]= [H+][V] 10-2,7.0,05 = [H+]0,5resolvendo temos [H+]= 10-3,7 pH = - log 10-3,7 pH = 3,7 como a soluo foi diluda de 10 vezes sua concentrao molar de H+ diminuiu, aumentando portanto seu pH de uma unidade( ficou menos cida) 8-(MAU)100mldeNaOH0,2Mso adicionadosa100mldeHCl0,3M. Pergunta-se: a) Umadassubstnciasestemexcesso.Qual opHdasubstnciaemexcessoantesda reao? ( dado: log 3 = 0,4 ) b) QualovolumedeKOH0,01Mnecessrio para neutralizar o que est em excesso? c) Qual o pH da soluo resultante da mistura inicial? ( dado : log 5 = 0,7 ) Soluo NaOH +HClNaCl +H2O 100 ml 100mlV= 200ml 0,2M 0,3M n1= M.V n1= M.V n1= 0,2.0,1n1= 0,3.0,1 n1=0,02 n1= 0,03 Reao 0,02 mol NaOH 0,02 mol HCl 0,02 mol de NaCl formados Reage todo excesso de 0,01mol de HCl num V de 200ml0,01 mol de HCl que no reagiu a- Clculo do pH da substncia em excesso antes da reao: HCl 0,3 M [H+] = M. o= 0,3 . 1 = 3.10-1como pH = -log [H+] pH = -log 3.10-1 pH = 1 log 3 pH = 1 0,4 pH = 0,6 b- Clculo do volume de KOH 0,01M, necessrio para neutralizar o cido em excesso: MVnM 05 , 02 , 001 , 01= = =-antes calculamos a molaridade do HCl em excesso no volume final de 200 ml: HCl+ KOHKCl+ H2O 200mlV=? 0,05M0,01M -Clculo do nmero de mols de HCl, queprecisam ser neutralizados: n1= M.V=0,05.0,2=0,01 mols HCl; portanto vamos precisar do mesmo nmero de mols de KOH. litroMnVVnM 101 , 001 , 01 1= = = =c- Clculo do pH da soluo resultante: Como o cido est em excesso e sua molariade igual a 0,05 M ou 5 x10-2M , fazemos o seguinte: [H+] = M.o=0,05.1= 5,0 .10-2M pH = -log [H+] pH = - log 5,0 .10-2 pH = 2 log 5,0 pH = 2 0,7 pH = 1,3 OBS: Usamos o grau de ionizao igual a 100% ou seja 1, porque consideramos eletrlitos fortes 100% ionizados. Hidrlise de Sais Sal + gua cido + Base I- cidos e bases forte predominantemente inicos II-cidosebasesfracospredominantemente moleculares III- Sais sempre Inicos IV- gua sempre molecular V- Somente ons fracos, sofrem hidrlise VI- Quando o ction sofrer hidrlise desloca da gua H+; quando o nion sofrer hidrlise desloca da gua OH- I- Sal de cido fraco e base forte:NaNO2 NaNO2 + H2O NaOH + HNO2 Na+ + NO2- + HOH Na+ + OH-+ HNO2 NO2-+ HOH OH- + HNO2 bsica

Soluo aquosa de sal de cido fraco e base forte ser sempre bsica | || || |2=NOcido OHdonion KhKaKwdonion Kh=II- Sal de cido forte e base fraca: NH4Cl NH4Cl+H2O NH4OH +HCl NH4+ + Cl-+ HOH NH4OH +H+ + Cl- NH4++HOH NH4OH+H+

cida KbKwdoction Kh=| || || |++=4NHH basedoction KhSoluo aquosa de sal de cido forte e base fraca ser sempre cida III-Sal de cido fraco e base fraca: NH4NO2 NH4NO2+H2O NH4OH + HNO2 NH4+ + NO2-+ HOH NH4OH+ HNO2 | || || || | 24+=NO NHcido baseKh do ction e do nion Kb KaKw.=Kh do ctions e do nion Soluo aquosa de sal de cido fraco e base fraca ser cida se Ka>Kb e ser bsica se Kb>Ka 4- Sal de cido forte e base forte : NaCl NaCl+ H2O NaOH +HCl Na++ Cl-+ HOH Na++ OH-+ H+ + Cl- HOHOH-+ H+ No existe hidrlise. Soluo aquosa de sal de cido forte e base forte ser sempre neutra IMPORTANTE Pararesolverexercciosdehidrlise,basta usarasmesmasexpressesdoequilbrio inico,substituindoconstanteKaouKbpor constante de hidrlise Kh e o grau de ionizao por grau de hidrlise oh Kh= M.oh2 e [H+]= M.ohou |OH-|= M.oh Podem usar sem medo estas expresses, que certamente todo exerccio ser resolvido. Cuidado!-Nuncadeixemdemontarareaode hidrlise do sal dado no exerccio para descobrir se a soluo ser cida ou bsica. SabendoseliberadaguaH+ouOH-,poderemos resolver qualquer problema. Lembrem-se que:-ction fraco libera da gua H+ nion fraco libera da gua OH- 8- (PUC-MG) Dos sais abaixo, aquele que em soluo aquosa apresenta pH menor que 7 : a) NaCNb) KCl c) KNO3 d) NH4Cle) NaHCO3 Justifique sua resposta. Soluo a) NaCN Sal de cido fraco e base forte pH>7 soluo bsica hidrlise do CN-libera da gua OH- b)KClSaldecidoforteebasefortepH=7soluoneutra no sofre hidrlise c)KNO3- Sal de cido forte e base fortepH=7soluo neutrano sofre hidrlise e)NaHCO3-SaldecidofracoebasefortepH>7soluo bsicahidrlise do HCO3-libera da gua OH- d) NH4Cl sal de cido forte e base fraca pHpH = 14 1,6 = 12,4 pH = 12,6