MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃOUNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

DEPARTAMENTO DE AGROTECNOLOGIA E CIÊNCIAS SOCIAIS

Disciplina: QUÍMICA ANALÍTICA

LISTA DE EXERCÍCIOS – EQUILÍBRIOS QUÍMICOS

1 – Considere a seguinte reação de oxi-redução: Ce4+ + Fe2+ Ce3+ + Fe3+

, sabendo que a constante de equilíbrio dessa reação é igual a 2,0 x 1011.

a) Escreva a expressão que representa a constante de equilíbrio.b) Calcule a concentração de íons Ce4+ que existe no equilíbrio, em uma solução cujas

concentrações de Ce3+ , Fe3+ e Fe2+ são todas iguais a 0,1 mol/L.

2 – O equilíbrio entre a hemoglobina (Hm), o monóxido de carbono (CO) e o oxigênio (O2) pode ser representado pela equação: Hm.O2 (aq) + CO(g) Hm.CO (aq) + O2 , sendo a constante de equilíbrio K igual a 210. Estima-se que os pulmões de um fumante sejam expostos a uma concentração de CO igual a 2,2 x 10-6 mol/L e de O2 igual a 8,8 x 10-3 mol/L. Nesse caso, qual a razão entre a concentração de hemoglobina ligada ao monóxido de carbono e a concentração de hemoglobina ligada ao oxigênio ?

3 – No gráfico abaixo estão esquematizadas as variações das constantes de equilíbrio com a temperatura, para três reações distintas: I, II e III. Partindo dos respectivos reagentes; todas as três reações são espontâneas na temperatura ambiente. A partir dessas informações é correto prever que:

a) A reação I deve ser exotérmica, a II praticamente atérmica e a III endotérmica.

b) O aquecimento do sistema onde ocorre a reação I, sob volume constante, acarretará a formação de maior quantidade do produto.

c) Se as três reações são espontâneas, elas necessariamente ocorrerão com liberação de calor.

d) A reação I é endotérmica para altas temperaturas e exotérmica para baixas temperaturas, enquanto que para a reação III ocorre o oposto

4 – Nos equilíbrios gasosos abaixo, indique se haverá deslocamento do equilíbrio e em qual senso, caso aumentemos a pressão total do sistema.

a) 3H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g)

b) SO2Cl2 (g) SO2 (g) + Cl2 (g)

c) H2 (g) + ½O2 (g) H2O (g)

d) FeO(s) + CO(g) Fe(s) + CO2 (g)

e) 2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)

Temperatura

Keq I

II

III

5 – A 250 °C, o PCl5 se decompõe em PCl3 e Cl2 . Quando o equilíbrio é estabelecido, [PCl5] = 4x10-4 mol/L, qual o valor de [PCl3] no equilíbrio. (Dado: Kc = 4x10-2 a 250 °C para o processo).

Reação: PCl5 (g) PCl3 (g) + Cl2 (g)

6 - Considere a seguinte experiência, realizada em 03 etapas:

I) Adição de íons OH- a uma solução de íons Al3+, originando um precipitado branco.

II) Adição de maior quantidade de íons OH-, com desaparecimento do precipitado branco.

III) Goteja-se uma solução de HCl sobre a solução o que provoca o reaparecimento do precipitado branco.

Informação adicional: Al(OH)3 (s) + OH-(aq) [Al(OH)4]-

(aq) ppt branco incolor

Proponha um mecanismo para a experiência.

7 – A constante de equilíbrio Kc mudará de valor se:

a) mudarmos a concentração de um participante.b) for acrescentado um catalisador ao processo.c) a temperatura for alterada.d) a pressão total for alterada.e) o volume diminuir.

8 – Na reação descrita pela equação A + B C + D, o gráfico representa a variação das concentrações das espécies em função do tempo. Considerando as informações fornecidas pelo gráfico, podemos dizer que (marque verdadeiro ou falso):

( ) A velocidade da reação direta em t1 é menor do que em t2.( ) As concentrações das espécies em t3 são as mesmas que em t2.( ) No equilíbrio, a reação está deslocada no sentido da formação dos reagentes.( ) O sistema atinge o equilíbrio em t2.( ) O valor da constante de equilíbrio, Kc, é 0,44. t1 t2 t3

1234

[ ] m

ol/L

Tempo (s)

9 – Considere a reação H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) em equilíbrio a 25 °C. Sabendo que para a reação direta H+(aq) + OH-(aq) H2O(l) , a velocidade é v1 = 1,0x1011[H+][OH-] e que para a reação inversa H2O(l) H+(aq) + OH-(aq) , a velocidade é v2 = 2,0x10-5[H2O]. Calcule o valor para a constante de equilíbrio, a 25 °C, da reação global.

10 – A 620 K o valor de Kc para a reação CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2 (g) é 324. Números iguais de moles de CO e H2O são adicionados a um recipiente, a 620 K. Depois de estabelecido o equilíbrio a concentração de CO2 é igual a 9,0 M. Qual a concentração de CO no equilíbrio ?

11 – O metanol (CH3OH) é um combustível alternativo que pode se produzido, em condições adequadas, a partir do gás de água (H2) de acordo com a reação:

CO(g) + 2H2 (g) CH3OH(g) + calor

Para aumentar a produção do metanol, uma das modificações abaixo pode ser aplicada, excerto:

a) Retirada do metanol.b) Adição de hidrogênio.c) A diminuição da temperatura.d) A adição de um catalisador.e) O aumento da pressão total

12 – A equação química não balanceada C6H12O6 + NO3- + H+ CO2 + H2O + N2 , representa a reação que ocorre em solos pouco aerados e envolve a redução de nitrato a nitrogênio em meio ácido, na presença de carboidrato. O fenômeno, conhecido como desnitrificação, prejudica a fixação de NO3- pelas plantas. É possível aumentar a concentração de NO3- no equilíbrio, adicionando-se no solo, espécie química capaz de:

a) liberar íons OH-

b) liberar íons H+

c) absorver CO2d) reagir com N2e) consumir H2O

13 – Refrigerantes possuem grande quantidade de gás carbônico dissolvido. A equação abaixo representa, simplificadamente, o equilíbrio envolvendo esse gás em solução aquosa:

CO2 (g) + H2O(l) HCO3-(aq) + H+

(aq)

A dissolução de gases em líquidos é favorecida pelo aumento da pressão e pela diminuição da temperatura. Por outro lado, a concentração de íons hidroxônio no estômago é elevada. À luz destas informações, explique a eructação (arroto) provocada pela ingestão de refrigerante.

14 – (Concurso da Polícia Federal – Perito - 1999) A 440 °C, a constante de equilíbrio para a reação: H2 (g) + I2 (g) 2 HI(g) é 49,5. Um reator de 10,0 dm3 está cheio com 0,40 mol de HI a 440 °C. Qual será a concentração de hidrogênio, iôdo e ácido iodídrico no equilíbrio.

15 – Suponha que uma mistura de SO2, NO2 , NO e SO3 foi preparada a 460 °C, possuindo as seguintes concentrações: [SO2] = 0,01 M, [NO2] = 0,02 M, [NO] = 0,01 M, [SO3] = 0,015 M. A essa temperatura, a reação: SO2 (g) + NO2 (g) NO(g) + SO3 (g) possui uma constante de equilíbrio igual à 85,0. Quais as concentrações no equilíbrio para os quatro gases?