Questões Militares de Química - Sistemas Homogêneos: Equilíbrio Químico na Água: pH e pOH, Indicadores Ácido-Base, Solução Tampão.
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A solução tampão formada nesse sistema envolve o par conjugado ácido-base, nessa ordem:
Tabela. Dados de amostras de acordo com suas concentrações hidrogeniônicas e hidroxiliônicas.
Use: log2= 0,3; log5= 0,7 (aproximações)
De acordo com os dados presentes na tabela, assinale a alternativa correta, quanto à acidez, à neutralidade ou à basicidade das amostras A, B, C e D.
Deixou-se o NO(g) borbulhar até que fossem acrescidos ao tubo 4 mL desse gás. Após cessar o fluxo de NO(g), o tubo foi mantido imerso na posição vertical, de modo que seu volume pudesse variar, mantendo a pressão em seu interior igual à pressão exterior, mas sem escape de gás. Após certo tempo, o gás dentro do tubo adquire cor castanha, em função da seguinte reação:
2 NO(g) + O2 (g) →2NO2 (g)
A respeito desse experimento, identifique as afirmativas abaixo como verdadeiras (V) ou falsas (F):
( ) O NO(g) é reagente limitante da reação.
( ) Em relação à condição imediata depois de cessado o fluxo, o volume de gás dentro do tubo irá diminuir após o gás ficar castanho.
( ) Em relação à condição imediata depois de cessado o fluxo, a pressão parcial de N2(g) dentro do tubo irá aumentar após o gás ficar castanho.
( ) O valor de pH da água na região A (dentro do tubo) irá diminuir após o gás se tornar castanho.
Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta, de cima para baixo.
Em um experimento laboratorial, misturou-se 25 mL de uma solução aquosa de ácido clorídrico com concentração 0,8 mol L-1 com 25 mL de uma solução aquosa de hidróxido de sódio com concentração 0,6 mol L-1 .
Acerca do experimento, são feitas as seguintes afirmativas:
I – Trata-se de uma reação de neutralização.
II – A substância de caráter alcalino (básico) está em excesso estequiométrico.
III – A solução resultante após a reação possui caráter ácido.
IV – Após a reação, o pH da solução resultante possui valor igual a 2.
Das afirmativas feitas, estão corretas apenas
Constantes
Constante de Avogadro (NA) = 6,02 × 1023 mol−1
Constante de Faraday (F) = 9,65 × 104 C⋅mol−1 = 9,65 × 104 A⋅s⋅mol−1 = 9,65 × 104 J⋅V−1 ⋅mol−1
Carga elementar = 1,60 × 10−19 C
Constante dos gases (R) = 8,21 × 10−2 atm⋅L⋅K−1⋅mol−1 = 8,31 J⋅K −1 ⋅mol−1 = 1,98 cal⋅K−1 ⋅mol−1
Constante de Planck (h) = 6,63 × 10−34 J⋅s
Velocidade da luz no vácuo = 3,0 × 108 m⋅s −1
Número de Euler (e) = 2,72
Definições
Pressão: 1 atm = 760 mmHg = 1,01325 × 105 N⋅m−2 = 1,01325 bar
Energia: 1 J = 1 N⋅m = 1 kg⋅m2 ⋅s−2 = 6,24 × 1018 eV
Condições normais de temperatura e pressão (CNTP): 0 °C e 1 atm
Condições ambientes: 25 °C e 1 atm
Condições padrão: 1 bar; concentração das soluções = 1 mol⋅L−1 (rigorosamente: atividade unitária das espécies); sólido com estrutura cristalina mais estável nas condições de pressão e temperatura em questão.
(s) = sólido. (ℓ) = líquido. (g) = gás. (aq) = aquoso. (conc) = concentrado. (ua) = unidades arbitrárias.
u.m.a. = unidade de massa atômica. [X] = concentração da espécie química X em mol⋅L−1
ln X = 2,3 log X
EPH = eletrodo padrão de hidrogênio
Sabe-se que a bateria converte Pb e PbO2 em PbSO4 na descarga e que, em condições normais, o pH da solução eletrolítica é menor que 1.
A respeito dessa bateria, foram feitas as seguintes afirmações:
I. Em condições normais, durante a descarga, a semirreação principal que ocorre no ânodo é a i e, no cátodo, é a iv. II. Em condições normais, o potencial da bateria no equilíbrio pode ser representado por E = 1,93 − 0,06pH + 0,06log
III. Em condições padrão, a eletrólise da água sempre acontece.
IV. Em pH ∼ 2, os potenciais das semirreações secundárias igualam-se aos potenciais das semirreações
principais do ânodo e do cátodo, respectivamente, portanto a eletrólise da água não ocorre
quando o eletrólito tem pH > 2. Considerando apenas argumentos baseados no equilíbrio termodinâmico a 25 °C, está(ão) ERRADA(S) apenas a(s) afirmação(ões)
Substância Constante HCl Muito grande NaOH Grande CH3COOH 1,8 x 10–5 NH4OH 1,8 x 10–5 H2CO3 K1 : 4,2 x 10–7 K2 : 4,8 x 10–11
T (ºC) Kw 10 0,29 × 10–14 15 0,45 × 10–14 20 0,68 × 10–14 25 1,01 × 10–14 30 1,47 × 10–14 50 5,48 × 10–14
Os valores de Kw mostram que, a 50 ºC, o pH da água pura é
Com base nessas informações, é correto afirmar que:
Os principais parâmetros que definem a qualidade da água de uma piscina são o pH e a alcalinidade. Para a água ser considerada própria, o pH deve ser mantido próximo de 7,0, para garantir o conforto do banhista e a eficácia dos agentes bactericidas. Já a alcalinidade, expressa em concentração de íon bicarbonato, deve ser em torno de 100 g m-3 . A propriedade anfotérica desse íon garante que qualquer substância ácida ou básica introduzida seja prontamente neutralizada, conforme mostram as equações químicas abaixo:
HCO3- (aq) + H+ (aq) ⇄ H2O(l) + CO2(g)
HCO3- (aq) + OH- (aq) ⇄ H2O(l) + CO32-(aq)
Ao adicionar carbonato de sódio na água de uma piscina, que está em condições consideradas adequadas para o
banho, ocorrerá:
Considere a tabela dos valores de Kw a diferentes temperaturas.
T (ºC) Kw
10 0,29 × 10–14
15 0,45 × 10–14
20 0,68 × 10–14
25 1,01 × 10–14
30 1,47 × 10–14
50 5,48 × 10–14
Os valores de Kw mostram que, a 50 ºC, o pH da água
pura é
1, na solução resultante é igual a Anodo, H2 → 2H+ + 2e- (E° = 0 V) Catodo, Br2 + 2e- → 2Br- (E° = 1,087 V)
A dissociação da água pode ser observada pelo efeito da seguinte semirreação:
O2 + 4e-+ 4H+ → 2H2O E° = 1,229 V
A formação de complexos iônicos de polibrometo ocorre segundo as reações e suas respectivas constantes de equilíbrio:
Br2 + Br- ⇌ Br3- K3 = 16,7 2Br2 + Br- ⇌ Br5- K5 = 37,7
Sejam feitas as seguintes afirmações a respeito dessa bateria:
I. O potencial da célula pode ser aproximado pela equação: Ecatodo - Eanodo = 1,087 + 0,06 pH. II. O solvente (água) é termodinamicamente estável somente a pH < 2,4.
III. Recarregar a bateria com um potencial catódico inferior a 1,229 V garante a estabilidade do solvente. IV. Durante a descarga da bateria, a concentração do HBr aumenta e podem formar complexos ionicos de Br3- e Br5-.
Das afirmações acima, estão CORRETAS
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