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Exercícios/Problemas para resolver Tema: Ácido-base e pH de soluções FOLHA 1 1. Considere as seguintes soluções cujo pH foi medido à temperatura de 25 ºC: Solução pH

A 7,0

B 8,0

C 9,5

D 3,5

E 10,0

F 6,5

1.1 Classifique as soluções como ácidas, alcalinas ou neutras. 1.2 Ordene as soluções por ordem decrescente de acidez.

2. Considere

as

seguintes

hidrogeniónicas, a

25 ºC.

soluções

Kw= 1, 0 x 10

HNO3

[H3O+] = 1,00 x 10-3 mol/dm3

HF

[H3O+] = 5,52 x 10-4 mol/dm3

HCN

ácidas -14

e

as

respectivas

concentrações

(a 25ºC):

[H3O+] = 7,74 x 10-7 mol/dm3

2.1 Determine [HO-] para a solução de HNO3. 2.2 Calcule o pH da solução de HF.

3. HA é um ácido genérico e a sua ionização é traduzida pela seguinte equação química: HA(aq) + H2O(l)

A-(aq) + H3O+ (aq)

3.1. lndique os pares conjugados ácido-base presentes na reacção. 3.2. Considerando que HA é um ácido forte. lndique o que se pode concluir quanto à extensão da reacção.

4. Fez-se a volumetria de 25,00 cm3 de uma solução de hidróxido de sódio, base forte, tendo-se gasto 21,00 cm3 ácido clorídrico, 2,00 x 10-2 mol/dm3, à temperatura de 25º C. 4.1. Calcule a concentração da solução aquosa de hidróxido de sódio. 4.2. Indique qual dos gráficos, A, B, C ou D corresponde à titulação referida.

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A

B

C

D


5. O suco gástrico, na altura da digestão, tem pH = 2,0. Diariamente, são produzidos no estômago cerca de 2,5 litros de suco gástrico. Que quantidade de H3O+ (aq) é produzida por dia?

6. Atenda às seguintes situações: A- dissolução do ácido carbónico, H2CO3, em água. B- dissolução do carbonato de cálcio, CaCO3, em água. Indique para cada situação se há ionização ou dissociação. Justifique a sua resposta, apresentando a respectiva equação química.

Dados que poderá necessitar: ●

pH = - log [ H3O+]

● kW

= ka x kb

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FOLHA 2 1. Na tabela seguinte, apresentam-se as constantes de acidez, a 25ºC, de alguns ácidos:

1.1. Indique, justificando, qual o ácido mais forte. 1.2. Para soluções deste ácidos, com igual concentração e à mesma temperatura, qual é a que tem menor valor de pH? Justifique. 1.3. Escreva a equação química que traduz a ionização em água, do ácido etanoico. 1.4. Indique os pares ácido-base conjugados da equação que traduz a ionização em água do ácido etanoico. 1.5. Calcule a concentração de uma solução de ácido etanóico cujo pH é 5,6. 1.6. Calcule, a 25ºC, o valor da constante de basicidade do ião nitrito, NO2- (Kw=1,0x10-14, a 25ºC). 1.7. Seleccione a opção correcta: (A) O grau de ionização dos ácidos não varia quando os diluimos; (B) A constante de equilibrio dos ácidos aumenta quando os diluímos; (C) A base conjugada do ácido etanóico é uma base forte; (D) A base conjugada do ácido metanóico é uma base mais forte do que a base conjugada do ácido nitroso; 2. O ácido acético (CH3COOH) e o ácido nitroso (HNO2), são ambos ácidos fracos. 2.1. Escreva a equação de ionização do ácido nitroso em solução aquosa. 2.2. Juntando os dois ácidos estabelece-se o seguinte equilibrio: CH3COOH (aq) + NO2-(aq) ⇌ CH3COO- (aq) + HNO2 Mostre que a constante de equilibrio, Kc, desta reacção pode ser calculada através da seguinte expressão: kc =

k a (CH 3COOH ) k a ( HNO 2 )

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3. No âmbito de um projecto sobre chuva ácida, foram medidos, a uma mesma temperatura, os valores de duas amostras de água da chuva: uma amostra da água que pingava das agulhas de um pinheiro e outra, da água que escorria pelo tronco. Os valores obtidos estão indicados na figura ao lado.

Com base na informação dada, seleccione a afirmação correcta: (A) A água da chuva recolhida junto das agulhas do pinheiro é mais ácida do que a água recolhida junto do tronco. (B) A água da chuva recolhida junto do tronco do pinheiro tem menor valor de pOH do que a água recolhida junto das agulhas. (C) A água da chuva recolhida junto do tronco do pinheiro tem menor concentração de iões H3O+ do que a água recolhida junto das agulhas. (D) A água da chuva recolhida junto das agulhas do pinheiro e a água da chuva recolhida junto ao tronco apresentam igual valor de kW. 4. Na tabela seguinte, apresentam-se as constantes de acidez, a 25ºC, de alguns ácidos:

4.1. Indique, justificando, qual o ácido mais forte. 4.2. Comente a seguinte afirmação: “ O ácido nitroso é um ácido de Arrhenius e um ácido de Bronsted-Lowry, contudo a sua base conjugada +e uma base de Bronsted-Lowry, mas não é uma base de Arrhenius” 4.3. Para soluções deste ácidos, com igual concentração e à mesma temperatura, qual é a que tem menor valor de pH? Justifique. 4.4. Escreva a equação química que traduz a ionização em água, do ácido etanóico e indica os pares ácido base conjugados. 4.5. Calcule a concentração de uma solução de ácido etanóico cujo pH é 5,6. -

-14

4.6. Calcule, a 25ºC, o valor da constante de basicidade do ião nitrito, NO 2 (Kw=1,0x10 , a 25ºC).

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4.7. Seleccione a opção correcta: (A) O garu de ionização dos ácidos não varia quando os diluimos; (B) A constante de equilibrio dos ácidos aumenta quando os diluímos; (C) A base conjugada do ácido etanóico é uma base forte; (D) A base conjugada do ácido metanóico é uma base mais forte do que a base conjugada do ácido nitroso.

5. A titulação é uma técnica utilizada em análise química quantitativa que permite determinar a concentração desconhecida de uma solução. Numa titulação adiciona-se o titulante ao titulado. No titulado coloca-se um indicador ácido-base. 5.1. Indique o nome dos dois materiais de laboratório registados na figura.

6. A água consegue dissolver, em extensão apreciável, um elevado número de substâncias. O cloreto de sódio, NaCl, é exemplo de uma substância muito solúvel em água. 6.1. Considerando que a solubilidade do NaCl em água, a 25 ºC, é igual a 36,0 g NaC_/100 g H 2O, seleccione a opção que contém os termos que devem substituir as letras (a) e (b), respectivamente, de modo a tornar verdadeira a afirmação seguinte. Adicionando 90,0 g de NaCl(s) a 250 g de água, a 25 ºC, obtém-se uma solução __(_a_) _ naquele composto, __(b_)__ sólido depositado no fundo do recipiente. (A) ... saturada … sem … (B) … insaturada … sem … (C) … saturada … com … (D) … insaturada … com …

6.2. Em solução aquosa, o ácido clorídrico, HCl(aq), reage com o hidróxido de sódio, NaOH (aq). Esta reacção pode ser traduzida pela seguinte equação química: HCl(aq) + NaOH(aq) →NaCl(aq) + H2O(l) Considere que se fez reagir 25,0 cm 3 de ácido clorídrico, de concentração 0,100 mol dm –3, com um determinado volume de uma solução aquosa de hidróxido de sódio, contendo 1,0 × 10 –3 mol de NaOH. Calcule o pH da solução resultante, sabendo que o volume total desta solução é 35,0 cm 3. Apresente todas as etapas de resolução.

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FOLHA 3 1- Leia atentamente o seguinte texto: Quando se fala em “chuva ácida”, na verdade devia-se falar em “chuva mais ácida”, uma vez que a chuva já é ácida, tendo a chuva “normal” um pH entre 5 e 6 (a 25ºC), devido à presença de dióxido de carbono na atmosfera e à sua reacção com a água. No entanto, as chamadas “chuvas ácidas” têm um pH muito inferior ao da chuva normal, podendo apresentar valores entre 5 e 2. O fenómeno da “chuva ácida”manifesta-se desde há cerca de três séculos. Verificou-se que o dióxido de enxofre emitido pela indústria da Grã-Bretanha, ao ser transportado pelos ventos dominantes, provocava, em França, a descoloração de tecidos tingidos. Em 1955, o Químico Eville Gorham mostrou que o aumento da acidez da precipitação sobre regiões industrializadas pode ser imputado às emissões resultantes dos processos de combustão, que a precipitação ácida é a responsável pela acidificação das águas de superfície e que a acidez dos solos se deve, essencialmente, ao ácido sulfúrico presente nas chuvas ácidas. Os cientistas descobriram que os óxidos de enxofre e de azoto eram os principais responsáveis. A maioria deste gases tem origem antropogénica: só cerca de 10% têm origem natural, como por exemplo nas erupções vulcânicas. Os óxidos de azoto resultam principalmente das combustões em motores e o dióxido de enxofre, que facilmente se transforma em trióxido de enxofre, resulta essencialmente da queima de combustiveis e outras actividades industriais. A presença de dióxido de enxofre no ar pode causar irritação dos olhos, nariz e garganta, contudo, o seu efeito mais visível para a saúde humana está associado a doenças crónicas, como a asma e o enfisema pulmonar. Analisando a figura 1, conclui-se que os poluentes primários, relacionados com as mortes verificadas durante os “smog” londrinos, foram o dióxido de enxofre e as partículas de fumo, que juntas podem ter um efeito catastrófico. No início da década de 60, o Químico sueco Svante Odin mostrou que a “chuva ácida”era um fenómeno em grande escala na Europa (na Escócia já foram registados valores de pH inferiores a 3) e alertou para alguns efeitos ecológicos provocados a longo prazo, pela chuva ácida, como a diminuição da população dos peixes, a libertação de metais tóxicos dos solos para as águas de superfície e um declínio no crescimento florestal.

1.1-De acordo com o texto classifique como verdadeiras ou falsas as seguintes afirmações: A- A acidificação das águas da chuva surgiu somente no decurso do século XX B- As variações da concentração dos poluentes SO 2 e partículas de fumo durante o “smog” de Londres de 1952 são as mesmas entre 1 e 15 de Dezembro. C- O número de mortes causadas pelo “smog” de Londres está directamente relacionado com a taxa de poluição provocada pelo SO2 atmosférico. D- No intervalo de 1 a 7 de Dezembro, a poluição causada pelos fumos é superior à causada pelo SO2. E- A “chuva ácida” resulta, exclusivamente, das actividades humanas.

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F- A reacção de conversão do dióxido de enfro em trióxido de enxofre, na presença do oxigénio, pode ser desctita por : SO2 (g) + 1/2 O2 (g) → SO3 (g) G- A “chuva ácida” compromete a vida aquática e provoca danos nas culturas e florestas. H- Na presença de água, o dióxido de azoto dá origem a ácido nitroso e ácido nítrico. A equação respectiva é , segundo a teoría protónica, uma reacção ácido-base. 1.2- O texto refere que a acidez normal da chuva é devido à presença de dióxido de carbono na atmosfera e à sua reacção com a água. Apresente, com base na escrita de duas reacções químicas, a razão para a chuva normal ter um pH inferior a 7. 1.3- O ácido sulfúrico, H2SO4 e o ácido sulfuroso, H2SO3, obtêm-se por reacção dos óxidos de enxofre SO3 e SO2 com a água contida na atmosfera ou com a água da chuva. Em solução aquosa o ácido sulfúrico comporta-se como um ácido forte e o ácido sulfuroso comporta-se como um ácido fraco. O ácido nítrico, HNO3, obtém-se a partir dos óxidos de azoto, por reacção igualmente com a água. 1.3.1- Escreva as equações, das duas etapas de ionização do ácido sulfuroso em meio aquoso e assinale a espécie anfotérica nestas reacções. 1.3.2- Verificou-se que a água da chuva num dado local atingiu um valor de pH igual a 3. Admitindo que a acidez dessa água é exclusivamente devido à presença de H 2SO4, a concentração do referido ácido é... (Considere o H2SO4 como um ácido diprótico totalmente ionizado). -4

(A) 5x10 mol.dm

-3

-3

(B) 1x10 mol.dm

-3

-3

(C) 2x10 mol.dm

-3

-3

(D) 5x10 mol.dm

-3

1.4- Considere duas soluções aquosas, uma de ácido nítrico e outra de ácido acético, com a mesma concentração, à temperatura de 25º. Ka (NHO3) = muito elevado Ka (CH3COOH) = 1,8x10

-5

1.4.1- De acordo com a informação apresentada, seleccione a alternativa CORRECTA. (A) O pH da solução de ácido forte é superior ao pH da solução de ácido fraco.. +

(B) A concentração de H3O (aq) na solução de ácido forte é superior à concentração de +

H3O (aq) na solução de ácido fraco . -

(C) A concentração de OH (aq) na solução de ácido forte é superior à concentração de OH

-

(aq) na solução de ácido fraco. +

(D) A concentração de H3O (aq) na solução de ácido forte é inferior à concentração de +

H3O (aq) na solução de ácido fraco. -3

1.4.2- Se a solução de ácido acético tiver a concentração de 0,2 mol dm , calcule o pH da solução. 1.5- Para determinar o pH da água de uma chuva ácida, fez-se a titulação, a 25ºC, de uma amostra de 3

100cm dessa água, usando como titulante uma solução padrão de hidróxido de sódio, NaOH, de -3

3

concentração 0,020 mol dm , tendo-se gasto 6,0cm de titulante até atingir o ponto final.

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1.5.1- Admitindo que a acidez era devido exclusivamente à presença de ácido sulfúrico, seleccione, entre os valores apresentados, o que corresponde ao pH dessa chuva ácida. (A) 7,00

(B) 2,92

(C) 3,22

(D) 2,62

1.5.2- De entre os gráficos A,B,C e D da figura 2, seleccione, justificando, aquele que melhor corresponde à titulação efectuada

1.5.3- Dos indicadores seguintes (indicam-se as respectivas zonas de viragem), qual escolheria para indicação do ponto final desta titulação?

(A) Vermelho de metilo (4,2 - 6,3) (C) Fenolftaleína (8,3 – 10,0)

(B) Azul de bromotimol (6,0 – 7,6) (D) Tornesol (5,0 – 8,0)

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Actividades e Problemas para o 11º ano  

Neste documento estão questões e problemas para resolver sobre "Ácidos, bases e pH"

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