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  • Professora Sonia

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    Questes Resolvidas de Equilbrio Qumico - Parte 2

    01. (Ufmg 2011) Observe este grfico:

    1. A anlise das camadas de lixo em aterros e vazadouros a cu aberto, ou lixes, permite uma viso sociolgica de diferentes comunidades e, tambm, fornece subsdios para pesquisas biolgicas.

    Em determinado aterro, por exemplo, alm dos mais diversos materiais biodegradveis, foram recuperados jornais da dcada de 1970 perfeitamente legveis.

    Com base nessas informaes e em outros conhecimentos sobre o assunto, EXPLIQUE por que jornais com 40 anos de idade puderam ser encontrados, em condies de leitura, em aterros sanitrios.

    2. No incio de 2010, ocorreu um grave acidente em uma rea da cidade de Niteri/RJ, em que houve muitas mortes devido a deslizamentos de terra e a exploses. Divulgou-se, na poca, que essa rea tinha sido utilizada, h 50 anos, como depsito de lixo urbano.

    CITE uma substncia que, nesse caso, pode contribuir para a ocorrncia de exploses e EXPLIQUE, do ponto de vista biolgico, de que modo ela se forma.

    3. O chorume um lquido escuro formado em aterros sanitrios como resultado da decomposio de materiais orgnicos que constituem o lixo urbano. Por ser extremamente txico e poder contaminar lenis freticos, esse produto deve ser devidamente tratado.

    Em um dos processos utilizados, atualmente, no tratamento do chorume, uma das etapas consiste na remoo da amnia, que, nesse material, se encontra em equilbrio com o on amnio, em meio aquoso.

    ESCREVA a equao qumica que representa esse equilbrio.

    4. A constante de basicidade para a equao do item anterior , aproximadamente, -52 x 10 . CALCULE o pH que esse sistema deve ter para que a concentrao de amnia seja cinco vezes maior que a concentrao do on amnio.

    (Deixe seus clculos indicados, explicitando assim seu raciocnio.) 5. A remoo da amnia, nesse caso, d-se pela passagem de uma corrente de ar pelo chorume. a) Assinalando com um X a quadrcula apropriada, INDIQUE se esse processo mais eficiente em meio bsico ou em meio cido.

    A remoo da amnia mais eficiente em meio: ( ) bsico; ( ) cido. b) JUSTIFIQUE sua indicao, considerando o equilbrio entre a amnia e o on amnio, em soluo aquosa, bem como a interao dessas espcies qumicas com a gua.

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    6. A amnia arrastada pelo fluxo de ar pode ser recuperada por absoro em uma soluo de cido sulfrico. ESCREVA a equao qumica balanceada que representa a reao completa envolvida nesse processo.

    Resoluo: 1. Jornais com 40 anos de idade puderam ser encontrados, em condies de leitura, em aterros sanitrios, pois neste caso predomina a decomposio anaerbica, que lenta.

    2. O chorume produz metano (CH4) que uma substncia voltil e combustvel, podendo causar exploses. Essa substncia resultante da decomposio anaerbica da matria orgnica presente no lixo. Bactrias metanognicas atual na decomposio do lixo.

    3. Teremos: 3(aq) 2 ( ) 4(aq) (aq)NH H O NH OH+ + + .

    4. Teremos:

    4(aq) (aq) 4(aq) (aq)eq eq 2 ( )

    3(g) 2 ( ) 3(g)

    b eq 2 ( )

    4(aq) (aq)b

    3(g)

    [NH ][OH ] [NH ][OH ]K K [H O ]

    [NH ][H O ] [NH ]

    K K [H O ]

    [NH ][OH ]K

    [NH ]

    + +

    +

    = =

    =

    =

    Como a concentrao de amnia cinco vezes maior do que a de a concentrao do on amnio, vem:

    3(g) 4(aq)[NH ] 5[NH ]+=

    Ento,

    4(aq) (aq)b

    3(g)

    4(aq) (aq)5 5(aq)

    4(aq)

    4(aq)

    [NH ][OH ]K

    [NH ]

    [NH ][OH ]2 10 5 2 10 [OH ]

    5[NH ]

    [OH ] 10 pOH 4 (pOH log[OH ])

    pH pOH 14 pH 10

    +

    +

    +

    =

    = =

    = = =

    + = =

    5. a) A remoo da amnia mais eficiente em meio: ( x ) bsico; ( ) cido. b) A remoo da amnia mais eficiente em meio bsico, pois o equilbrio

    3(aq) 2 ( ) 4(aq) (aq)NH H O NH OH+ + + deslocado para a esquerda.

    6. Teremos:

    3(aq) 2 4(aq) 4 2 4(aq)2NH H SO (NH ) SO+

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    02. (Fuvest 2011) Recifes de coral so rochas de origem orgnica, formadas principalmente pelo acmulo de exoesqueletos de carbonato de clcio secretados por alguns cnidrios que vivem em colnias. Em simbiose com os plipos dos corais, vivem algas zooxantelas. Encontrados somente em mares de guas quentes, cujas temperaturas, ao longo do ano, no so menores que 20 C, os recifes de coral so ricos reservatrios de biodiversidade. Como modelo simplificado para descrever a existncia dos recifes de coral nos mares, pode-se empregar o seguinte equilbrio qumico:

    ( ) ( ) ( ) ( ) ( )23 2 2 3CaCO s CO g H O Ca aq 2HCO aq+ + + + a) Descreva o mecanismo que explica o crescimento mais rpido dos recifes de coral em mares cujas guas so transparentes.

    b) Tomando como base o parmetro solubilidade do CO2 em gua, justifique por que ocorre a formao de recifes de coral em mares de gua quente.

    Resoluo: a) Resposta sob o ponto de vista da Biologia. Os corais se desenvolvem melhor em guas transparentes, pois estas deixam passar a luz necessria para que as algas que vivem associadas aos corais realizem a fotossntese. Esse processo produz matria orgnica e oxignio necessrios para a sobrevivncia dos cnidrios.

    Resposta sob o ponto de vista da Qumica. Em guas transparentes h uma maior incidncia de luz, ento as algas associadas aos plipos de corais realizam fotossntese consumindo o CO2, isso faz com que o equilbrio da reao desloque-se para a esquerda (princpio de Le Chatelier), no sentido de formao do CaCO3, o qual o principal constituinte inorgnico que entra na formao das estruturas coralneas.

    2

    3(s) 2 (l) 2(g) (aq) 3 (aq)

    esquerda

    CaCO H O CO Ca 2HCO+ + + +

    b) Resposta sob o ponto de vista da Qumica. A solubilidade de um gs em um lquido diretamente proporcional sua presso parcial numa dada temperatura constante (lei de Henry).

    Sabemos tambm que quanto maior a temperatura, menor a solubilidade de um gs em um lquido. Consequentemente, com o aumento da temperatura da gua (mares de gua quente) a solubilidade do CO2 ir diminuir, fazendo com que o equilbrio da equao acima seja deslocado no sentido de produo de CaCO3, aumentando a formao de recifes de coral.

    03. (Unesp 2013) Leia a notcia publicada em janeiro de 2013. China volta a registrar nveis alarmantes de poluio atmosfrica Nvoa voltou a encobrir cu de cidades chinesas, como a capital Pequim. Governo chins emitiu alerta populao para os prximos dias. (g1.globo.com) O carvo mineral a principal fonte de poluio do ar na China. Diariamente, o pas queima milhes de toneladas de carvo para produzir energia eltrica, aquecer as casas e preparar alimentos. Alm do carvo, o aumento do nmero de carros movidos a gasolina tem papel significativo no agravamento da poluio atmosfrica. Entre as substncias que poluem o ar da China esto o SO2 e compostos relacionados. Considere as equaes seguintes:

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    (1) ( ) ( ) ( )2 2 32 SO g O g 2 SO g+ (2) ( ) ( ) ( )3 2 2 4SO g H O g H SO g+ Escreva a equao qumica que expressa a constante de equilbrio para a reao (1). Sabendo que uma usina de gerao de energia eltrica movida a carvo liberou SO2 suficiente para formar 1 kg de SO3 e considerando a reao (2), calcule a massa de H2SO4, em g, que se forma quando h vapor de gua suficiente para reagir completamente com a quantidade de SO3 liberada pela usina. Resoluo: Equaes que podem expressar a constante de equilbrio:

    3

    2 2

    22SO3

    P2 22 2 SO O

    p[SO ]K ou K

    [SO ] [O ] p p= =

    Estequiometria da reao:

    3 2 2 4SO (g) H O( ) H SO (g)

    80 g

    +

    98 g

    1000 g2 4

    2 4

    H SO

    H SO

    m

    m 1225 g=

    04. (Ufpr 2013) O cido fosfrico um cido inorgnico utilizado comumente como reagente e possui diversas aplicaes, como aditivo em refrigerantes, soluo de limpeza de dentes etc. O cido fosfrico possui at trs hidrognios ionizveis. Na tabela a seguir, esto relacionados os valores de Ka e pKa a 25C.

    Ka pKa

    3 4H PO 37,25 10 2,12

    2 4H PO 86,31 10 7,21

    24HPO

    133,98 10 12,67

    a) Considere que inicialmente se tenha um grande volume de soluo 0,1 mol.L1 de cido fosfrico. O pH dessa soluo foi ajustado com um pequeno volume de soluo de hidrxido de sdio at o valor de 2,12. Admita que no houve variao significativa de massa e volume da soluo (e a quantidade de hidrxido de sdio pode ser desprezada nos clculos). Calcule a concentrao total de ons presentes nessa soluo.

    b) A respeito do efeito ebuliomtrico da soluo do item a, calcule qual seria o incremento esperado na temperatura de ebulio. Admita que a soluo diluda e a concentrao molar igual molal. A quantidade de hidrxido de sdio adicionada pode ser desprezada nos clculos.

    Dados: e et K Wi; = ( )i 1 q 1 ;= + 1eK 0,52 C.kg.mol .=

    Resoluo:

    a) Levando-se em conta, apenas, a equao da primeira etapa de ionizao e sua constante cida:

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    3 4 2 4

    3 42 4a a

    3 4 2 4

    H PO H H PO

    [H PO ][H ][H PO ]K [H ] K

    [H PO ] [H PO ]

    +

    + +

    +

    = =

    Aplicando -log, vem:

    ( )

    ( )a

    3 4a

    2 4

    3 4 2 4

    2 4

    a

    2 4

    2 4

    a

    2 4 pK

    [H PO ]log[H ] log K

    [H PO ]

    [H PO ] 0,1 [H PO ], ento :

    0,1 [H PO ]log[H ] log K

    [H PO ]

    0,1 [H PO ]pH l