EQUILÍBRIO QUÍMICO                                          com que, ao ser atingido o equilíbrio, as concentrações
                                                                        molares das substâncias participantes permaneçam
    REAÇÃO REVERSÍVEL                                                  constantes; cada transformação de moléculas reagentes
                                                                        em produtos é compensada por uma transformação de
   Reação reversível é aquela                           que    ocorre   moléculas produtos em reagentes.
simultaneamente nos dois sentidos.
                                                                           A variação das concentrações molares dos
                                  1                                     reagentes e produtos, dependendo das condições em
                     A+B                     C+D                        que se estabeleça o equilíbrio, pode ser representada
                                  2
                                                                        por um dos seguintes diagramas:
                 sentido 1 = reação direta
                 sentido 2 = reação inversa ou reversa
                                                                                    concentração molar

    CARACTERÍSTICAS DO EQUILÍBRIO
                                                                                                   [A] e/ou [B]
   Considerando a reação reversível:

                                      1
                       A+B                    C+D                                                  [C] e/ou [D]
                                      2
                                                                                             t                    tempo
   À medida que ocorre a reação direta, as
concentrações molares de A e de B diminuem (A e B                                     [A] e/ou [B] > [C] e/ou [D]
são consumidos), ao passo que as concentrações
molares de C e de D aumentam (C e D são formados).
   Aplicando às reações direta e inversa a lei de
velocidades, conclui-se que, com o passar do tempo, a
velocidade da reação direta diminui enquanto que a                                  concentração molar
velocidade da reação inversa aumenta.


   v1 = k1.[A].[B]                           v2 = k2.[C].[D]                                     [C] e/ou [D]

                                                                                                 [A] e/ou [B]
diminui estas concentrações               aumenta estas concentrações
 porque   vão diminuindo                   porque  vão aumentando                         t                     tempo
                                                                                      [A] e/ou [B] < [C] e/ou [D]
    Após um tempo t, as velocidades das reações direta
e inversa se igualam. Diz-se, então que a reação atingiu
um estado de equilíbrio dinâmico, o equilíbrio químico.
                                                                                    concentração molar


   Graficamente, tem-se:
                                                                                           [A] e/ou [B] = [C] e/ou [D]
                     Velocidade


                                                                                            t                   tempo
                        v2                                                            [A] e/ou [B] = [C] e/ou [D]
                                          v1 = v2

                                                                           Em qualquer condição que se estabeleça, o
                        v1                                              equilíbrio químico será caracterizado por:

                                                                            • ocorrer em um sistema fechado ou que se
                0             t                     Tempo               comporte como tal;
                                                                            • apresentar reagentes e produtos, pois a reação não
               t = tempo no qual o equilíbrio é atingido                se processa totalmente;
                                                                            • apresentar velocidades iguais para as reações
                                                                        direta e inversa;
   A partir do instante em que o sistema atinge o estado
                                                                            • apresentar constância das concentrações molares
de equilíbrio químico, tem-se a impressão que a reação
                                                                        das substâncias participantes.
cessou, pois não ocorre mais nenhuma modificação
observável. No entanto, as reações direta e inversa
continuam a ocorrer com velocidades iguais. Isto faz
 CONSTANTES DE EQUILÍBRIO                                                                             1
                                                                                  x A(g) + y B(g)               w C(g) + t D(g)
                                                                                                          2
   Qualquer equilíbrio químico é caracterizado por uma
constante de equilíbrio, a qual é obtida através da lei do
equilíbrio que diz:                                                tem-se:

"O produto das concentrações molares dos produtos
                                                                                           Kp 
                                                                                                    pCw .pDt
da reação dividido pelo produto das concentrações
molares dos reagentes, estando cada concentração
                                                                                                    pA x .pBy
elevada a um expoente igual ao seu coeficiente na
equação química considerada, é constante."                         onde p corresponde à pressão parcial do gás
                                                                   considerado, após atingido o equilíbrio.
   Esta constante de equilíbrio é representada por Kc e
                                                                     Exemplos:
é denominada de constante de equilíbrio em função
das concentrações molares.
                                                                                                                            (pNH3)2
                                                                       N2(g) + 3 H2(g)            2 NH3(g)        Kp =
   Considerando a reação reversível:                                                                                      (pN2) . (pH2)3
                                 1
             x A(g) + y B(g)          w C(g) + t D(g)
                                 2                                                                                       (pSO2)2 . (pO2)
                                                                       2 SO3(g)            2 SO2(g) + O2(g)       Kp =
                                                                                                                              (pSO3)2
pela aplicação da lei do equilíbrio, obtém-se:


                      Kc 
                               Cw .Dt                               Atenção !
                               Ax .By
                                                                        • Nos equilíbrios em que existirem partici-
   A constante de equilíbrio é característica de cada                   pantes sólidos, estes não devem ser
reação química e seu valor depende somente da                           representados na expressão da constante
temperatura.                                                            de    equilíbrio    em     função     das
                                                                        concentrações molares (Kc), pois suas
   Para qualquer reação tem-se que, quanto maior o                      concentrações são sempre constantes.
valor de Kc, maior será o rendimento ou a extensão da                   • Na expressão de Kp só devem ser
reação, isto é, a concentração dos produtos presentes                   representados os componentes gasosos.
no sistema será maior que a concentração dos
reagentes. Caso contrário, quanto menor o valor de Kc,
menor o rendimento ou a extensão da reação, ou seja,
haverá maior concentração dos reagentes em relação à                  Observe as expressões de Kc e Kp para os
de produtos.                                                       equilíbrios a seguir:

   Exemplos:
                                                                                      2 CO(g) + O2(g) ⇄ 2 CO2(g)
                                                      [NH3]2
 N2(g) + 3 H2(g)       2 NH3(g)             Kc =                                      [CO 2 ] 2                         (pCO 2 ) 2
                                                                             Kc                              Kp 
                                                   [N2] . [H2]3                     [CO] 2 . [O 2 ]                  (pCO) 2 . (pO 2 )

                                                   [SO2]2 . [O2]
  2 SO3(g)         2 SO2(g) + O2(g)         Kc =
                                                       [SO3]2                             C(s) + O2(g) ⇄ CO2(g)

                                                                                            [CO 2 ]                  (pCO 2 )
   • Constante de equilíbrio em função das pressões                                  Kc                      Kp 
parciais (Kp)                                                                                [O 2 ]                   (pO 2 )

   Quando um equilíbrio envolver gases, a constante de
equilíbrio poderá ser determinada através das pressões                         Zn(s) + 2 HCl(aq) ⇄ ZnCl2(aq) + H2(g)
parciais desses gases. Neste caso, a constante de
equilíbrio é representada por Kp e é denominada de
                                                                                         [ZnCl 2 ] . [H 2 }
constante de equilíbrio em função das pressões                                 Kc                    2
                                                                                                                     Kp  (pH 2 )
parciais.                                                                                    [HCl]

   A expressão da constante de equilíbrio em função
das pressões parciais (Kp) é obtida da mesma maneira                 • Relação entre Kc e Kp
que o foi a constante de equilíbrio em função das
concentrações (Kc).                                                  Para o equilíbrio:

   Assim, para o equilíbrio:
1
                x A(g) + y B(g)           w C(g) + t D(g)                             nreagem         6,5
                                    2                                           α                        0,65 ou 65%
                                                                                       ninicial       10

tem-se:                    Kp = Kc . (RT)n                  onde
                                                                        CÁLCULOS DE EQUILÍBRIO
  Kp = constante de equilíbrio em função das pressões
                                                                       Exemplo 1:
        parciais;
  Kc = constante de equilíbrio em função das
        concentrações molares;                                         No sistema em equilíbrio N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g),
  R = constante universal dos gases perfeitos;                      as pressões parciais de cada gás são: pN2 = 0,4 atm;
  T = temperatura Kelvin do equilíbrio;                             pH2 = 1,0 atm e pNH3 = 0,2 atm. Calcular as constantes
  n = variação do n.º de mols = (w + t)  (x + y)                  Kp e Kc para esse equilíbrio, a 27°C. (Dado: R = 0,082
                                                                    atm.L/K.mol)

  Exemplos:                                                            Resolução:
                        H2(g) + I2(g) ⇄ 2 HI(g)
                                                                       • Cálculo de Kp:
                    n = 2 - (1 + 1) = 0
                                                                         Sendo fornecidas as pressões parciais dos gases
            n = 0  Kp = Kc.(RT)  Kp = Kc
                                    0
                                                                    no equilíbrio, efetua-se o cálculo aplicando a lei do
                                                                    equilíbrio.
                     N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g)
                                                                         Kp 
                                                                                  pNH 3 2       
                                                                                                         0,2 2       0,1
                        n = 2 - (1 + 3) = -2                                   pN2 pH2 3
                                                                                     .                0,4 1,0 3
                                                                                                           .
                    n = -2  Kp = Kc.(RT)
                                              -2


                                                                         • Cálculo de Kc:
                   2 SO3(g) ⇄ 2 SO2(g) + O2(g)
                                                                         ∆n = 2 – (1 + 3) = -2
                        n = (2 + 1) - 2 = 1                                             ∆n
                                                                                               0,1 = Kc . (0,082 . 300)
                                                                                                                              -2
                    n = 1  Kp = Kc.(RT)
                                             1                           Kp = Kc . (RT)

                                                                                                   Kc = 60,5
   GRAU DE EQUILÍBRIO ()

   Grau de equilíbrio () de uma reação, em relação a                  Exemplo 2:
um determinado reagente, é o quociente entre o número
de mols desse reagente que realmente reagiu até o                      2 mols de H2 e 1,5 mol de I2 foram colocados num
equilíbrio e o número de mols inicial desse mesmo                   balão de 10 litros.
reagente.                                                           Estabelecido o equilíbrio H2(g) + I2(g) ⇌ 2 HI(g),
                                                                    encontrou-se no balão 2 mols de HI. Calcular a
                                                                    constante de equilíbrio Kc do sistema.
               n.º mols que reagiram até o equilíbrio
          
                           n.º mols inicial                         Resolução:
                                                                    Transformando os números de mol fornecidos em
                                                                    concentrações molares, tem-se:
  Exemplo:
                                                                    • Cálculo das concentrações molares.
   No interior de um reator previamente evacuado,
colocou-se 10 mols de SO3(g).                                       Concentração molar inicial do H2:
   Após o estabelecimento do equilíbrio:                                 n   2 mol
              2 SO3(g) ⇄ 2 SO2(g) + O2(g)                           ♏=              = 0,2 mol/L
                                                                         V 10 litros
observou-se que existiam 3,5 mols de SO3(g) em
equilíbrio com SO2(g) e O2(g).                                      Concentração molar inicial do I2:
   Calcule o grau de equilíbrio () da reação.
                                                                         n 1,5 mol
                                                                    ♏=              = 0,15 mol/L
  Resolução:                                                             V 10 litros
  • N.º mols de SO3(g) que reagem até o equilíbrio:                 Concentração molar, no equilíbrio do HI:
                                                                         n   2 mol
          n reagem = n inicial - n equilíbrio = 10 - 3,5 = 6,5      ♏=              = 0,2 mol/L
                                                                         V 10 litros
  • Grau de equilíbrio ():
• Cálculo da constante de equilíbrio Kc.                   O enunciado da questão diz que 40% de PCℓ5 se
                                                           dissocia (é consumido). Isto corresponde a 0,4 mol/L.
Com base nos dados, se constrói uma tabela que irá
                                                           Portanto, na linha reação,coloca-se esse valor e,
auxiliar na dedução das concentrações molares, no
                                                           observando a proporção dada pelos coeficientes da
equilíbrio, de todas as espécies participantes.
                                                           equação (1:1:1), se deduz as concentrações de PCℓ 3 e
                                                           de Cℓ2 que se formam até o equilíbrio ser atingido.
                       H2     +      I2    ⇄     2 HI
  Início              0,2           0,15               0                       PCℓ5    ⇄       PCℓ3     +    Cℓ2

  reação                                                     Início              1              0                0

  equilíbrio                                       0,2       reação            −0,4            +0,4          +0,4

Se, no início, a concentração do HI era nula e no            equilíbrio         0,6             0,4           0,4
equilíbrio há 0,2 mol/L, conclui-se que esta substância
                                                           Na linha do equilíbrio estão as concentrações molares
foi formada na reação. Observando a proporção dada
                                                           necessárias para o cálculo de Kc.
pelos coeficientes da equação (1:1:2), para formar 0,2
mol/L de HI houve o consumo de 0,1 mol/L de H2 e 0,1       Substituindo estes valores na expressão matemática de
mol/L de I2.                                               Kc, tem-se:
Colocando estas concentrações na linha reação, tem-
                                                                  [PC  3 ].[C  2 ] 0,4.0,4
se:                                                        Kc                               0,27
                                                                     [PC  5 ]         0,6
                       H2     +      I2    ⇄     2 HI
  Início              0,2           0,15               0       DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO
  reação              −0,1         −0,1           +0,2
                                                              O estado de equilíbrio de uma reação pode sofrer
  equilíbrio          0,1           0,05           0,2     modificações em função dos fatores de equilíbrio a que
                                                           está submetido o sistema. Os fatores que provocam
Na linha do equilíbrio estão as concentrações molares      essa alteração são a concentração dos participantes,
necessárias para o cálculo de Kc.                          a pressão e a temperatura.
Substituindo estes valores na expressão matemática de
                                                              O efeito provocado pela alteração de qualquer um
Kc, tem-se:
                                                           dos fatores de equilíbrio é regido pelo Princípio de Le
                        [HI] 2         (0,2) 2             Chatelier, que estabelece:
               Kc                               8
                      [H 2 ].[I 2 ] (0,1).(0,0 5)                  “Quando se exerce uma ação num
                                                                   sistema em equilíbrio, este se desloca
                                                                   no sentido da reação que neutraliza
   Exemplo 3:                                                      essa ação”.

   Aqueceram-se dois mols de pentacloreto de fósforo          Baseado neste princípio é possível prever os efeitos
num recipiente fechado com capacidade de 2 litros.         de ações impostas a um sistema em equilíbrio.
Atingido o equilíbrio, o pentacloreto de fósforo se
encontra 40% dissociado em tricloreto de fósforo e            • Influência da concentração dos participantes
cloro. Calcular a constante de equilíbrio Kc do sistema.
                                                              Regra geral:
Resolução:                                                                                          desloca o equilíbrio
• Cálculo da concentração molar inicial do PCℓ5.                    adição de uma                   no sentido que irá
                                                                      substância                         consumi-la
     n   2 mol                                                                                         (lado oposto)
♏=             = 1 mol/L
     V 2 litros
                                                                                                    desloca o equilíbrio
Com base nos dados, se constrói uma tabela que irá                retirada de uma                   no sentido que irá
auxiliar na dedução das concentrações molares, no                   substância                           refazê-la
equilíbrio, de todas as espécies participantes.                                                       (mesmo lado)

                      PCℓ5   ⇄     PCℓ3     +     Cℓ2         Supondo a reação em equilíbrio:

  Início               1             0                 0                     N2(g) + 3 H2(g)          2 NH3(g)
  reação                                                      A adição de uma certa quantidade de N2(g) ao reator
  equilíbrio                                               que contém o equilíbrio, aumentará a concentração
                                                           desta substância e isto provocará um deslocamento
No início, as concentrações de são nulas.                  deste equilíbrio para a direita (lado oposto daquele onde
se encontra o N2(g), ou seja, no sentido da reação que                          1 H2(g) + 1 I2(g)            2 HI(g)
consome o N2(g)).
                                                                                 2 volumes              2 volumes
                  N2(g) + 3 H2(g)         2 NH3(g)
                                                              não ocorre variação de volume. Neste caso, a pressão
                                                              não afetará o estado de equilíbrio da reação.
   A retirada de uma certa quantidade de N2(g) do reator
que contém o equilíbrio, diminuirá a concentração desta       • Influência da temperatura
substância e isto provocará um deslocamento deste
equilíbrio para a esquerda (mesmo lado em que se                 Regra geral:
encontra o N2(g), ou seja, no sentido da reação que refaz
o N2(g)).                                                         aumento da                  desloca o equilíbrio no
                                                                  temperatura                  sentido endotérmico
                  N2(g) + 3 H2(g)         2 NH3(g)

                                                                  diminuição da              desloca o equilíbrio no
                                                                  temperatura                  sentido exotérmico
   • Influência da pressão

   Regra geral:                                                  Supondo a reação em equilíbrio:

         aumento                       desloca o equilíbrio            N2(g) + 3 H2(g)            2 NH3(g) H = -92 kJ
            da                            no sentido de
         pressão                         menor volume
                                                                 A H que acompanha a equação está associada à
                                                              reação direta.
        diminuição                     desloca o equilíbrio
                                                                 Portanto, a reação direta é exotérmica e a inversa é
           da                             no sentido de
                                                              endotérmica.
         pressão                          maior volume                                              exot.
                                                                                N2(g) + 3 H2(g)              2 NH3(g)
                                                                                                    endot.

   Supondo a reação em equilíbrio:
                                                                 Se a temperatura do sistema for aumentada, o
               1 N2(g) + 3 H2(g)           2 NH3(g)           equilíbrio se deslocará para a esquerda (sentido
                                                              endotérmico).
               1 volume    3 volumes      2 volumes                             N2(g) + 3 H2(g)              2 NH3(g)
                     4 volumes            2 volumes

                                                                 Se a temperatura do sistema for diminuída, o
   Observe que os coeficientes dos gases da equação           equilíbrio se deslocará para a direita (sentido
balanceada nos fornecem a relação em volume entre             exotérmico).
esses gases.                                                                N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)
   Se a pressão sobre este equilíbrio for aumentada,
ocorrerá deslocamento para a direita (sentido de menor
volume).                                                                         EXERCÍCIOS DE SALA

                  N2(g) + 3 H2(g)         2 NH3(g)            01. (UFPB) Numa reação química, o equilíbrio é
                                                                  observado quando:
                                                                  a) O número de mols dos reagentes é igual ao
   Se a pressão sobre este equilíbrio for diminuída,                 número de mols dos produtos.
ocorrerá deslocamento para a esquerda (sentido de                 b) A temperatura do sistema reacional fica
maior volume).                                                       constante.
                                                                  c) As velocidades das reações direta e inversa são
                  N2(g) + 3 H2(g)         2 NH3(g)                   iguais.
                                                                  d) Os reagentes são totalmente consumidos.
                                                                  e) As reações direta e inversa ocorrem
   Observação:                                                       simultaneamente.

   Quando o volume total do sistema permanecer                02. (CEFET – PR) Com relação ao equilíbrio químico,
constante, a variação da pressão não afetará o estado             afirma-se:
de equilíbrio desse sistema.                                      I. O equilíbrio químico só pode ser atingido em
                                                                      sistemas fechados (onde não há troca de
   No equilíbrio:                                                     matéria com o meio ambiente).
                                                                  II. Num equilíbrio químico, as propriedades
                                                                      macroscópicas do sistema (concentração,
densidade, massa e cor) permanecem
         constantes.                                    07. Calcule a constante de equilíbrio Kc para a reação
    III. Num equilíbrio químico, as propriedades            2 SO2(g) + O2(g) ⇄ 2 SO3(g) sabendo que, nas
         macroscópicas do sistema (colisões entre           condições de temperatura e pressão em que se
         moléculas, formação de complexos ativados e        encontra o sistema, existem as seguintes
         transformações de uma substâncias em outras)       concentrações dos compostos no equilíbrio: [SO 3] =
         permanecem em evolução, pois o equilíbrio é        0,1 mol/L; [O2] = 1,5 mol/L e [SO2] = 1,0 mol/L.
         dinâmico.
    É (são) correta(s) a(s) afirmação(ões):
    a) Somente I e II.
    b) Somente I e III.
    c) Somente II e III.
    d) Somente I.                                       08. O pentacloreto de fósforo é um reagente muito
    e) I, II e III.                                         importante em Química Orgânica. Ele é preparado
                                                            em fase gasosa através da reação:
03. (PUC-PR) O gráfico relaciona o número de mols de
                                                                        PCℓ3(g) + Cℓ2(g) ⇄ PCℓ5(g).
    M e P à medida que a reação: mM + nN ⇄ pP + qQ          Um frasco de 3,00 L contém as seguintes
    se processa para o equilíbrio:                                                               o
                                                            quantidades em equilíbrio, a 200 C: 0,120 mol de
                                                            PCℓ5; 0,600 mol de PCℓ3 e 0,0120 mol de Cℓ2.
              número de mols                                Calcule o valor da constante de equilíbrio, em
                                                                   -1
                                                            (mol/L) , a essa temperatura.

                               P


                               M
                                                        09. Um equilíbrio envolvido na formação da chuva
         to   t1    t2                    tempo             ácida está representado pela equação:
                                                                        2 SO2(g) + O2(g) ⇄ 2 SO3(g).
    De acordo com o gráfico, é correto afirmar:             Em um recipiente de 1 litro, foram misturados 6
    a) em t1, a reação alcançou o equilíbrio;               mols de SO2 e 5 mols de O2. Depois de algum
    b) no equilíbrio, a concentração de M é maior que       tempo, o sistema atingiu o equilíbrio; o número de
       a concentração de P;                                 mols de SO3 medido foi 4. Calcule a constante de
    c) em t2, a reação alcança o equilíbrio;                equilíbrio Kc dessa reação.
    d) no equilíbrio, as concentrações de M e P são
       iguais;
    e) em t1, a velocidade da reação direta é igual à
       velocidade da reação inversa.

04. Escreva      as   expressões matemáticas  das       10. Um método proposto para coletar energia solar
    constantes de equilíbrio Kc e Kp dos seguintes          consiste na utilização dessa energia para aquecer,
                                                                   o
    equilíbrios em fase gasosa.                             a 800 C, trióxido de enxofre, SO3, ocasionando a
    a) H2 + I2 ⇄ 2 HI                                       reação: 2 SO3(g) ⇄ 2 SO2(g) + O2(g). Os compostos
                                                            SO2(g) e O2(g), assim produzidos, são introduzidos
    b) 2 H2 + S2 ⇄ 2 H2S                                    em um trocador de calor de volume correspondente
                                                            a 1,0 L e se recombinam produzindo SO3 e
                                                            liberando calor. Se 5,0 mols de SO3 sofre 60% de
    c) 2 N2H4 + 2 NO2 ⇄ 3 N2 + 4 H2O                        dissociação nessa temperatura, marque o valor
                                                            correto de Kc.
                                                            a) 1,1
05. (UFPE) Considere o sistema em equilíbrio:               b) 1,5
           2 HI(g) ⇄ H2(g) + I2(g) Kc = 0,02                c) 3,4
    Qual a constante de equilíbrio da reação inversa        d) 6,7
    nas mesma condições?                                    e) 9,0



                                                        11. (VUNESP) O hidrogênio pode ser obtido do
                         o
06. (UECE) a 1.200 C, Kc é igual a 8 para a reação:         metano, de acordo com a equação química em
                   NO2(g) ⇄ NO(g) + ½ O2(g).                equilíbrio:
    Calcule Kc para: 2 NO2(g) ⇄ 2 NO(g) + O2(g).                     CH4(g) + H2O(g) ⇄ CO(g) + 3 H2(g).
                                                            A constante de equilíbrio (Kp) dessa reação é igual
                                                            a 0,20 a 900 K. Numa mistura dos gases em
                                                            equilíbrio a 900 K, as pressões parciais de CH4(g) e
de H2O(g) são ambas iguais a 0,40 atm e a pressão          b) é desfavorecida pelo aumento da pressão total
    parcial de H2(g) é de 0,30 atm.                               exercida sobre o sistema.
    a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio.         c) não é afetada pelo aumento da pressão parcial
                                                                  de SO3.
                                                               d) tem seu rendimentos aumentado quando o
                                                                  equilíbrio é estabelecido em presença de um
    b) Calcule a pressão parcial de CO(g) no equilíbrio.          catalisador.
                                                               e) é exotérmica.



                                                                          TESTES DE VESTIBULARES
12. (PUC – SP) No equilíbrio N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g)
                                  -3       -2      o
    verifica-se que Kc = 2,4 x 10 (mol/L) a 727 C.         01. (UFRGS) Uma reação química atinge o equilíbrio
    Qual o valor de Kp, nas mesmas condições físicas?         quando:
                 -2       -1   -1
    (R = 8,2 x 10 atm.L.K .mol ).                             a) ocorre simultaneamente nos sentidos direto e
                                                                 inverso.
                                                              b) as velocidades das reações direta e inversa são
                                                                 iguais.
                                                              c) os reagentes são totalmente consumidos.
                                                              d) a temperatura do sistema é igual à do ambiente.
13. Qual o efeito produzido sobre o equilíbrio                e) a razão entre as concentrações dos reagente e
          2 NO(g) + O2(g) ⇄ 2 NO2(g) H < 0                      produtos é unitária.
    quando se provoca:                                     02. (ACAFE-SC) Dado o sistema
    a) aumento da concentração de NO?                                          N2 + 3 H2 ⇄ 2 NH3,
                                                              a constante de equilíbrio é:
    b) diminuição da concentração de O2?                              [N2] . [H2] 3               [NH3] 3
                                                              a) Kc =                  b) Kc =
    c) diminuição da concentração de NO2?                               [NH3] 2                [N2] . [H2]

    d) diminuição da pressão total?                                        [NH3]                      [NH3] 2
                                                              c) Kc =                   d) Kc =
                                                                        [N2] 2 [H2]
                                                                             .                    [N2] . [H2] 3
    e) aumento da temperatura?
                                                                          [2 NH3]
                                                              e) Kc =
                                                                        [N2] . [3 H2]
14. (UFRJ) A reação de síntese do metanol a partir do
    monóxido de carbono e hidrogênio é:
              CO(g) + 2 H2(g) ⇄ CH3OH(g)                   03. (UFMG) Considere a reação hipotética
                                      o                                                 v1
    Admita que a entalpia padrão (H ) dessa reação                               A+B        C+D
                                         -1                                             v2
    seja constante e igual a −90 kJ.mol de metanol
    formado e que a mistura reacional tenha                   Considere também o gráfico da velocidade em
    comportamente de gás ideal.                               função do tempo dessa reação.
    A partir de um sistema inicialmente em equilíbrio,
                                                                          Velocidade
    explique como aumentos independentes de
    temperatura e pressão afetam o equilíbrio dessa
    reação.
    _________________________________________                                v1
    _________________________________________
    _________________________________________
    _________________________________________                                v2
    _________________________________________
    _________________________________________                       0
    _________________________________________                                     x               y     Tempo


15. (VUNESP) Em uma das etapas da fabricação do               Com base nessas informações, todas as afirmativas
    ácido sulfúrico ocorre a reação                           estão corretas, exceto:
                                                              a) no instante inicial, a velocidade v1 é máxima.
               SO2(g) + ½ O2(g) ⇄ SO3(g).                     b) no instante inicial, as concentrações de C e D são
    Sabendo-se que as constantes de equilíbrio da                nulas.
    reação diminuem com o aumento da temperatura, e           c) no instante x, as concentrações dos reagentes e
    que o processo de fabricação do ácido sulfúrico              produtos são as mesmas.
    ocorre em recipiente fechado, conclui-se que a            d) no instante x, a velocidade v2 é máxima.
    reação acima:                                             e) no instante x, as concentrações de A e B são as
    a) é favorecida pelo aumento do volume do                    mesmas que no instante y.
       recipiente.
04. (PUC-PR) Atingido o equilíbrio químico na reação:
                   H2(g) + I2(g)   2 HI(g)                       01) A reação somente se processará se os
                                                                    reagentes estiverem exatamente nas proporções
                                                                    dadas pela equação.
   medimos os valores das constantes de equilíbrio, em           02) Para cada molécula de N 2 consumida, são
   função das concentrações molares (Kc) e em função                necessárias três moléculas de H2, produzindo
   das pressões parciais (Kp). Em conseqüência,                     duas moléculas de NH3.
   teremos:                                                      04) Para cada mol de H2, é necessário 1/3 de mol de
   a) sempre Kc = Kp;                                               N2.
   b) sempre Kc > Kp;                                            08) A reação é muito lenta e necessita de catalisador
   c) sempre Kc < Kp;                                               para ser acelerada.
   d) Kc  Kp, dependendo da temperatura;                        16) Se a reação se processar em recipiente fechado
   e) Kc  Kp, dependendo da temperatura.                           e se, inicialmente, estiverem presentes um mol de
                                                                    N2 e três mols de H2, no final da reação teremos
                                                                    somente moléculas de amônia.
05. (PUCCAMP-SP) Indique o único sistema, em
   equilíbrio, cujo valor de constante, em pressões           09. (UFRJ) 0,10 mol de H2 e 1,24 mol de HI foram
   parciais, é o mesmo do medido em mols/litro:                  colocados em um balão de 10 litros no qual se fez
                                                                 previamente o vácuo e aquecidos a 425°C por
   a) 2 NH3(g) ⇄ N2(g) + 3 H2(g)
                                                                 algumas horas; depois de arrefecido, seu conteúdo
   b) C(s) + H2O(g) ⇄ CO(g) + H2(g)                              foi analisado, tendo sido encontrados os seguintes
   c) CO(g) + Cl2(g) ⇄ COCl2(g)                                  valores:
                                                                   H2 = 0,20 mol I2 = 0,10 mol HI = 1,04 mol
   d) CO(g) + H2O(g) ⇄ CO2(g) + H2(g)
                                                                 A constante de equilíbrio do sistema, considerando a
   e) PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g)
                                                                 reação H2 + I2 ⇄ 2 HI é:
                                                                 a) 0,54
06. (CESGRANRIO-RJ) Assinale, entre as opções
                                                                 b) 5,4
   abaixo, a razão Kp/Kc relativa à reação
                                                                 c) 54
       2 NaHCO3(s) ⇄ Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)                 d) 0,52
   a) 1                                                          e) 5,2
   b) RT
           -2
   c) (RT)                                                    10. (FUVEST-SP) O equilíbrio de dissociação do H2S
           2
   d) (RT)                                                       gasoso é representado pela equação
           3
   e) (RT)
                                                                               2 H2S(g) ⇄ 2 H2(g) + S2(g).
07. (VUNESP-SP) Estudou-se a cinética da reação                                                              3
                                                                 Em um recipiente de 2,0 dm estão em equilíbrio 1,0
                   S(s) + O2(g)  SO2(g)                         mol de H2S, 0,20 mol de H2 e 0,80 mol de S2.
   realizada a partir de enxofre e oxigênio em um                Qual o valor da constante de equilíbrio Kc?
   sistema fechado. Assim, as curvas I, II e III do gráfico      a) 0,016
   representam as variações das concentrações dos                b) 0,032
   componentes com o tempo desde o momento da                    c) 0,080
   mistura até o sistema atingir o equilíbrio.                   d) 12,5
           Mol/L
                                                                 e) 62,5
                                        III
                                                              11. (UFPR) Temos representadas no gráfico as concen-
                                                                 trações dos reagentes e produtos de uma reação do
                                        II                       tipo
                                                                                A + B ⇄ C + D
                                        I                        ocorrendo no sentido à direita a partir do tempo zero.
                                                                 Tem-se sempre [A] = [B] e [C] = [D], estando estes
                                                tempo            valores representados no gráfico.
                                                                                 Concentração (mol/L)
   As variações das concentrações de S, de O2 e de
                                                                          10
   SO2 são representadas, respectivamente, pelas
   curvas:                                                                 8 .................................................
   a) I, II e III
   b) II, III e I                                                          6
                                                                               .................................................
   c) III, I e II                                                          4
   d) I, III e II
   e) III, II e I                                                          2 .................................................


8. (UFPR) Quais das informações abaixo podem ser                                                                       Tempo
   extraídas apenas pelo exame da equação                        Calcular a constante de equilíbrio Kc da reação.

              N2(g) + 3 H2(g)      2 NH3(g) ?                 12. (PUC-SP) Um mol de H2 e um mol de Br2 são co-
                                                                 locados em um recipiente de 10 L de capacidade, a
575°C. Atingindo-se o equilíbrio, a análise do                      homogêneo e em temperatura tal que o PCℓ5 esteja
   sistema mostrou que 0,20 mol de HBr está presente.                  80% dissociado. A constante de equilíbrio para esse
   Calcule o valor de Kc, a 575°C, para a reação                       sistema é:
                 H2(g) + Br2(g) ⇄ 2 HBr(g).                            a) 0,48 mol/L
                                                                       b) 0,82 mol/L
13. (FUVEST-SP) Na reação de esterificação                             c) 1,65 mol/L
                                                                       d) 3,20 mol/L
     etanol(l) + ácido acético(l) ⇄ acetato de etila(l) + água(l)      e) 6,40 mol/L
   quando se parte de 1 mol de cada um dos reagentes
   puros, o equilíbrio se estabelece formando 2/3 mol               19. (FAAP-SP) Sob determinadas condições, um mol de
   de éster. Calcule o valor da constante de equilíbrio                HI gasoso encontra-se 20% dissociado em H2 e I2,
   Kc da reação.                                                       segundo a equação de reação:
14. (MED POUSO ALEGRE-MG) A constante de                                               2 HI(g) ⇄ H2(g) + I2(g).
                                                                       O valor da constante de equilíbrio da reação (em
   equilíbrio Kc da reação A + B ⇄ C + D é igual a 9.                  termos de concentrações) é, aproximadamente, igual
   Se 0,4 mol de A e 0,4 mol de B forem postos a                       a:
   reagir, o número de mols de D formado é:                            a) 1,25 . 10
                                                                                    -1
   a) 0,30                                                             b) 2,5 . 10
                                                                                  -1
   b) 0,60                                                             c) 4
   c) 0,40                                                             d) 80
   d) 0,36                                                             e) 1,56 . 10
                                                                                    -2
   e) 0,18
                                                                    20. (PUC-SP) Um mol da substância A2 é colocado num
15. (UFSE) A 250°C, PCl5 se decompõe em PCℓ3 e Cℓ2.                    recipiente de 1 litro de capacidade e, aquecido a
                                                     -4
   Quando se estabelece o equilíbrio, [PCℓ5] =4.10                     22°C, sofre a dissociação:
   mol/L.
   Qual o valor de [PCℓ3]?                                                             A2(g) ⇄ 2 A(g).
   (Dados: a 250°C a constante de equilíbrio da reação                 Medindo-se a constante de dissociação térmica,
                                                                       nessa temperatura, encontrou-se o valor Kc = 4
   PCℓ5(g) ⇄ PCℓ3(g) + Cℓ2(g) vale 4.10 )
                                           -2
          3                                                            mols/litro.
   a) 4.10 mol/L                                                       Conseqüentemente, o grau de dissociação térmica
          2
   b) 4.10 mol/L                                                       de A2, na temperatura da experiência, vale
          -1
   c) 4.10 mol/L                                                       aproximadamente:
          -2
   d) 4.10 mol/L                                                       a) 20%
          -3
   e) 4.10 mol/L                                                       b) 40%
                                                                       c) 60%
   (CESCEM-SP) Para responder às questões 16 e 17,                     d) 80%
   utilize os dados abaixo:                                            e) 100%
   A reação A +B ⇄ C + D foi estudada em cinco
   temperaturas bem distintas. As constantes de                     21. (USP-SP) Aumentando a pressão no sistema
   equilíbrio encontradas estão relacionadas a seguir:                 gasoso
                            -2
              K1 = 1,00 x 10 à temperatura T1                                            H2 + I2 ⇄ 2 HI
              K2 = 2,25 à temperatura T2                               a) o equilíbrio desloca-se no sentido da formação de
              K3 = 1,00 à temperatura T3                                   HI.
              K4 = 81,0 à temperatura T4                               b) o equilíbrio desloca-se no sentido da decom-
                            -1
              K5 = 4,00 x 10 à temperatura T5                              posição de HI.
16. A que temperatura ocorrerá a maior transformação                   c) o equilíbrio não se altera.
   de A e B em C e D quando o equilíbrio for atingido?                 d) o valor da constante de equilíbrio aumenta.
   a) T1                                                               e) o valor da constante de equilíbrio diminui.
   b) T2
   c) T3                                                            22. (PUC-PR) Consideremos o equilíbrio a 1000°C:
   d) T4
   e) T5                                                                  2 CO(g) + O2(g) ⇄ 2 CO2(g) H = -130 kcal
                                                                       Devemos esperar um aumento na quantidade de
17. Se as concentrações de A e B fossem iguais, a que                  monóxido de carbono quando:
   temperatura todas as quatro substâncias estariam                    a) a temperatura aumentar e a pressão aumentar.
   presentes no equilíbrio com concentrações iguais?                   b) a temperatura diminuir e a pressão diminuir.
   a) T1                                                               c) a temperatura diminuir e a pressão aumentar.
   b) T2                                                               d) a temperatura aumentar e a pressão diminuir.
   c) T3                                                               e) somente com adição de catalisadores especiais.
   d) T4
   e) T5                                                            23. (PUC-PR) Considere o sistema em equilíbrio:
                                                                           N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) H = -22 kcal.
18. (UFPA) Em um recipiente de 1 litro, colocou-se 1,0                 A melhor maneira de aumentar o rendimento de NH3
   mol de PCℓ5. Suponha o sistema                                      é:
                    PCℓ5 ⇄ PCℓ3 + Cℓ2,                                 a) aumentar a temperatura.
b) aumentar a pressão.                                      Exemplos:
   c) juntar um catalisador.
   d) adicionar um gás inerte.                                 • Ionização do ácido cianídrico:
   e) aumentar o volume do reator.                                                                                           [H  ] . [CN  ]
                                                                 HCN ⇄ H + CN                                        Ka 
                                                                           +          -

                                                                                                                                [HCN]
24 (PUC-PR) Os seguintes fatores podem deslocar um
   sistema em equilíbrio químico, exceto um:
                                                               • Ionização do ácido sulfídrico:
   a) pressão total.
   b) temperatura.                                                                                                           [H  ] . [HS  ]
                                                                 1.ª etapa: H2S ⇄ H + HS                            Ka 1 
                                                                                          +             -
   c) concentração de um participante da reação.                                                                                [H 2 S]
   d) catalisador.
   e) pressão parcial de um participante da reação.
                                                                                                                             [H  ] . [S 2- ]
                                                                 2.ª etapa: HS ⇄ H + S                              Ka 2 
                                                                                 -          +      2-

                                                                                                       [HS - ]
25. (UFSC) Dada a reação:                                     Para as bases, a constante de ionização é freqüente-
                                                            mente representada por Kb.
         2 NO2(g) ⇄ N2O4(g) H = -14,1 kcal,
   qual das alterações abaixo aumenta a concentração        Exemplos:
   molecular do produto?
   01) Aumento da temperatura.                                 • Ionização da amônia:
   02) Aumento da concentração de NO2.
                                                                               NH3 + H2O ⇄ NH4 + OH
                                                                                                                +        -
   04) Diminuição da temperatura.
   08) Diminuição da pressão.
   16) Adição de um catalisador.                                                                       
                                                                                              [NH 4 ] . [OH  ]
                                                                                     Ki 
                                                                                               [NH 3 ] . [H 2 O]

                                                               A concentração molar da água é considerada
                                                            constante e, sendo assim, pode-se fazer:
               EQUILÍBRIO IÔNICO
                                                                                                            
                                                                                                  [NH 4 ] . [OH  ]
         Equilíbrio iônico é um caso particular de                             Ki . [H 2 O] 
                                                                                                      [NH 3 ]
equilíbrio químico que envolve a participação de íons.

   Exemplos:
                                                            sendo Ki . [H2O] = Kb obtém-se:
   • Ionização do HCN (ácido fraco)
                                                                                                   
                                                                                          [NH 4 ] . [OH  ]
                     HCN ⇄ H + CN
                               +      -                                         Kb 
                                                                                              [NH 3 ]

   • Ionização do NH3 (base fraca)
                                                               Este exemplo mostra que a concentração molar da
                 NH3 + H2O ⇄   NH4
                                  +
                                      + OH
                                             -              água é omitida na expressão da constante de
                                                            ionização.
   Um equilíbrio iônico é caracterizado através do grau
de ionização () e da constante de ionização(Ki).              Importante: a constante de ionização depende
                                                            apenas da temperatura.

    GRAU DE IONIZAÇÃO OU DE DISSOCIAÇÃO                        LEI DA DILUIÇÃO DE OSTWALD
     IÔNICA ()
                                                               Relaciona constante de ionização (Ki), grau de
                                                            ionização () e concentração molar (♏).
                       n.º mols ionizados
                  α                                           Considerando a solução aquosa de um monoácido
                         n.º mols inicial                   HA de concentração molar ♏ mol/L e sendo  o grau de
                                                            ionização desse ácido, tem-se:

    CONSTANTE DE IONIZAÇÃO OU DE
                                                                                                       ⇄
                                                                                                                     +               -
                                                                                  HA                             H   +             A
     DISSOCIAÇÃO (Ki)
                                                             Início             ♏ mol/L                         zero              zero
   A constante de ionização ou de dissociação (Ki) é         Ionização          ♏                              ♏               ♏
obtida pela aplicação da lei de velocidades ao equilíbrio                      mol/L                            mol/L            mol/L
iônico.
                                                                           ♏-♏ mol/L
                                                             Equilíbrio          ou                             ♏               ♏
   Para os ácidos, a constante de ionização é freqüen-
temente representada por Ka.                                               ♏.(1 - ) mol/L                      mol/L            mol/L
temperatura, ao passo que aquela, além da
   Efetuando o cálculo da constante de ionização (Ki),    temperatura, depende também da concentração da
tem-se:                                                   solução.
               [H  ] . [A  ]   ♏ . ♏                     Como regra geral, pode-se estabelecer que:
          Ki                  
                  [HA]           ♏.(1 - )
                                                                         força         ou       Ki     força
                              2
                         ♏.
                  Ki =
                         (1 – )                             Exemplos de constantes de ionização de ácidos, a
                                                          25°C:
  Esta é a expressão matemática da Lei da Diluição de           Ác. clorídrico: HCl              Ka muito alto
Ostwald.                                                        Ác. sulfúrico: H2SO4             Ka1 muito alta
                                                                                                                -2
                                                                                                 Ka2 = 1,9 x 10
   Para ácidos e bases fracos o valor de  é muito              Ác. Sulfuroso: H2SO3             Ka1 = 1,7 x 10
                                                                                                                -2

pequeno ( < 5%), podendo se admitir que (1  ) é,                                              Ka2 = 6,3 x 10
                                                                                                                -8

aproximadamente igual a 1. Assim:                               Ác. fosfórico: H3PO4             Ka1 = 6,9 x 10
                                                                                                                -3
                                                                                                                -8
                                                                                                 Ka2 = 6,2 x 10
                      Ki = ♏ . 
                                   2                                                                            -13
                                                                                                 Ka3 = 4,7 x 10
                                                                                                               -5
                                                                Ác. acético: CH3COOH             Ka = 1,8 x 10
                                                                                                               -10
   Esta expressão nos mostra que, sendo Ki constante            Ác. cianídrico: HCN              Ka = 5,0 x 10
a dada temperatura, ao se diluir a solução de um ácido
fraco ou de uma base fraca (diminuir a concentração         Observações:
molar ♏), o valor de  aumenta.
                                                             • Quanto maior a constante de ionização (Ka) de um
   Portanto:                                                                 +
                                                          ácido, maior a [H ] e mais acentuadas serão as
                                                          propriedades ácidas da solução.
     Quando se dilui um ácido ou base fracos, o              • Os poliácidos ionizam em tantas etapas quantos
     seu grau de ionização ou de dissociação ()          são os hidrogênios ionizáveis presentes em sua
     aumenta.                                             molécula, sendo que cada etapa possui sua constante
                                                          de ionização. Tais constantes são representadas por
   Este é o enunciado da Lei da Diluição de Ostwald.      Ka1, Ka2, Ka3, etc.
                                                              Observa-se que a ordem de grandeza dessas
   Através da expressão matemática da Lei da Diluição     constantes de ionização é:
de Ostwald, pode-se efetuar cálculos envolvendo Ki,  e                       Ka1 > Ka2 > Ka3 > .....
♏.
                                                             Exemplos de constantes de dissociação de bases, a
   Exemplo:                                               25°C:

  O grau de ionização da amônia, NH3, em solução 1            Hidróxido de amônio: NH4OH                   Kb = 1,8 x 10-5
                                                              Hidróxido de metilamônio: CH3NH3OH           Kb = 5,0 x 10-4
mol/L, é 0,40% a 20°C. A constante de ionização da            Hidróxido de dimetilamônio: (CH3)2NH2OH      Kb = 7,4 x 10-4
amônia, nesta temperatura é, aproximadamente, igual a:        Hidróxido de trimetilamônio: (CH3)3NHOH      Kb = 7,4 x 10-5
              -1
  a) 1,6 x 10                                                 Hidróxido de etilamônio: C2H5NH3OH           Kb = 5,6 x 10-4
              -1
  b) 4,0 x 10
              -3
  c) 1,0 x 10                                                Quanto maior a constante de dissociação (Kb) de
              -3                                                                     -
  d) 4,0 x 10                                             uma base, maior a [OH ] e mais acentuadas as
              -5
  e) 1,6 x 10                                             propriedades básicas da solução.

   Resolução:                                               • Potencial de Ionização (pKi)
   Dados: ♏ = 1 mol/L; % = 0,4% →  = 4 . 10
                                              -3

   Aplicando a expressão matemática da Lei da                Considerando-se que os valores de Ki são muito pe-
   Diluição de Ostwald, tem-se:                           quenos, é usual expressá-lo através de logaritmos,
                                  2
                        Ki = ♏. /(1-)                   segundo a expressão:
   Como  < 5%, pode-se admitir que (1 - ) = 1.
   Portanto:                                                                        pKi =  log Ki
                                       -3 2
                       Ki = 1 . (4 . 10 )
                        Ki = 1,6 x 10
                                       -5                   Exemplos:
   A alternativa “e” é a correta.
                                                                  ácido                    Ka               pKa
                                                                                               -10
    FORÇA DE ELETRÓLITOS                                   HCN                         5 x 10
                                                                                                    -3
                                                                                                             9,3
                                                                                1.º        6,9 x 10          2,2
                                                                                                    -8
   A força de um eletrólito é determinada pelo seu grau     H3PO4               2.º        6,2 x 10          7,2
                                                                                                    -13
de ionização ou pela sua constante de ionização, sendo                          3.º        4,7 x 10         12,3
esta a grandeza mais segura, pois depende apenas da
base                       Kb                      pKb     03. Um determinado produto de limpeza, de uso
                                       -5                                                                        -3
  NH4OH                       1,8 x 10                   4,7         doméstico, é preparado a partir de 2,5 x 10 mol de
                                       -4                                                                       o
  H3CNH3OH                    5,0 x 10                   3,3         NH3 para cada litro do produto. A 25 C, esse
  Observa-se que:                                                    produto contém, dentre outras espécies químicas,
                                                                              -4             -
                                                                     1,0 x 10 mol de OH (aq). Considere-se que a
                                                                     equação de ionização da amônia em água é:
                    Ki    pKi             força                         NH3(g) + H2O(ℓ) ⇄ NH4 (aq) + OH (aq).
                                                                                                    +       -

                                                                     Calcular, em porcentagem, o grau de ionização da
                                                                     amônia nesse produto.
    EFEITO DO ÍON COMUM

   Efeito do íon comum é uma aplicação do Princípio de
Le Chatelier ao equilíbrio iônico.

   O ácido acético, H3CCOOH, é um ácido fraco. Na
solução aquosa deste ácido existe o equilíbrio:

               H3CCOOH ⇄ H + H3CCOO
                                   +                 -           04. Calcular a concentração molar de uma solução de
                                                                     ácido cianídrico sabendo-se que este ácido está
   Se à solução adicionarmos o sal acetato de sódio,                 0,01% ionizado e que sua constante de ionização,
                                                                                                     -10
que tem íon acetato em comum com o ácido, o sal se                   na mesma temperatura, é 7,2 x 10 .
dissociará completamente,
                               Na + H3CCOO
               +          -            +                     -
          Na H3CCOO
                                                         -
aumentado a concentração de íons H3CCOO .
   Para minimizar o efeito do aumento na concentração            05. Frutas cítricas, como o limão e a laranja, possuem
do íon acetato, o equilíbrio é deslocado para a                      ácido cítrico e ácido ascórbico (vitamina C). A
                                                                                                     o
esquerda,                                                            constante de ionização, a 25 C, do ácido cítrico é 8
                                                                           -4                                      -5
                                                                     x 10 e a do ácido ascórbico é 8 x 10 . Com
                                       +                 -
              H3CCOOH              H + H3CCOO                        relação a esses dados, analise as afirmações
                                                                     abaixo. Assinale (V) se a afirmação for verdadeira e
reprimindo a ionização do ácido acético.
                                                                     (F) se for falsa.
                                                                     ( ) O ácido cítrico é mais forte que o ácido
   Como conseqüência, diminui o grau de ionização
                                                                          ascórbico.
do ácido acético.
                                                                     ( ) Em soluções de mesma concentração molar
                                                                                                    o        +
                                                                          dos dois ácidos, a 25 C, a [H ] é maior na
   Do exposto, conclui-se que:
                                                                          solução de ácido ascórbico.
                                                                                                         -5     o
                                                                     ( ) O ácido acético (Ka = 2 x 10 , a 25 C) é mais
     Efeito do íon comum é a diminuição do grau
                                                                          forte que os ácidos cítrico e ascórbico.
     de ionização () de um eletrólito fraco por                                                             -4
                                                                     ( ) O ácido fluorídrico (Ka = 7 x 10 , a 25 C) é
                                                                                                                      o
     ação de um sal que com ele tem um íon em                             mais fraco que o ácido cítrico e mais forte que
     comum.                                                               o ácido ascórbico.
                                                                     ( ) A ordem crescente de força entre os ácidos
                                                                          citados é: acético < ascórbico < fluorídrico <
                                                                          cítrico.
              EXERCÍCIOS DE SALA                                 06. Numa solução aquosa de ácido cianídrico ocorre o
          o                                                          seguinte equilíbrio:
01. A 25 C, o grau de ionização do ácido acético, em
                                                                               HCN(aq) ⇄ H (aq) + CN (aq).
                  -2    -1                                                                  +           -
    solução 2 x 10 mol.L , é 3%. Calcular a constante
    de ionização, Ka, do ácido acético, naquela                      Que efeito provoca nesse equilíbrio a adição de
    temperatura.                                                     NaCN(s)? Justifique sua resposta.
                                                                     _________________________________________
                                                                     _________________________________________
                                                                     _________________________________________
                                                                     _________________________________________
                                                                     _________________________________________
          o
02. A 25 C, a constante de ionização do ácido                        _________________________________________
                        -4
    fluorídrico é 7 x 10 . Calcular, em porcentagem, o
    grau de ionização desse ácido em uma solução                 07. (Fuvest – SP) No vinagre ocorre o seguinte
                -1
    1,75 mol.L , naquela temperatura.                                equilíbrio:
                                                                            H3C-COOH ⇄ H + H3C-COO .
                                                                                                +               -

                                                                     Que efeito provoca nesse equilíbrio a adição de
                                                                     uma substância básica? Justifique sua resposta.
                                                                     _________________________________________
                                                                     _________________________________________
_________________________________________
    _________________________________________           06. (FEI-SP) Uma solução 0,01 mol/L de um monoácido
    _________________________________________              está 4,0 % ionizada. A constante de ionização desse
    _________________________________________              ácido é:
                                                                         -3
                                                           a) 16,6 x 10
                                                                       -5
                                                           b) 1,6 x 10
                                                                      -5
                                                           c) 3,3 x 10
                                                                       -5
        TESTES DE VESTIBULAR                               d) 4,0 x 10
                                                                       -6
                                                           e) 3,0 x 10
01. Uma solução de ácido fraco HCℓO foi analisada
   verificando-se, no equilíbrio, a existência das
   seguintes concentrações:
                    +             -4
                  [H ] = 1,78 x 10 mol/L                07. (FEI-SP) A constante de equilíbrio Ka dos ácidos
                       -             -4
                  [CℓO ] = 1,78 x 10 mol/L                 HA, HB e HC, a 25°C, são, respectivamente, 1,8 x
                                                              -5         -8        -4
                  [HCℓO] = 1,00 mol/L                      10 , 5,7 x 10 e 1,8 x 10 . A ordem crescente de
   A constante de ionização do ácido HClO é igual a:       força desses ácidos é:
                -4
   a) 3,56 x 10                                            a) HB < HA < HC
                -8
   b) 3,56 x 10                                            b) HC < HA < HB
               -8
   c) 3,17 x 10                                            c) HB < HC < HA
                -4
   d) 1,78 x 10                                            d) HC < HB < HA
                -4
   e) 3,17 x 10                                            e) HA < HB < HC

02. Ao realizar-se a ionização
                H2S(aq) ⇄ H (aq) + HS (aq)
                            +      -                       A tabela a seguir contém dados para a resolução das
                                                                         os
   verificou-se que, no equilíbrio, que:                   questões de n. 08 a 10.
                        -
                    [HS ] = 0,1 mol/L
                    [H2S] = 0,4 mol/L                                 Reação                                           Ka
                                                         I. H3CCOOH + H2O ⇄ H3O + H3CCOO
                                                                                          +               -                    -5
   O valor da constante de ionização na temperatura                                                                 1,8 x 10
                                              -7
   em que a experiência foi realizada é 1 x 10 .         II. HCOOH + H2O ⇄ H3O + HCOO
                                                                                     +                -
                                                                                                                    1,8 x 10
                                                                                                                               -4

   Nas condições da experiência, a concentração molar
                                                         III. H2S + H2O ⇄ H3O + HS
                                                                             +                -                                -8
         +
   do H é:                                                                                                          9,0 x 10
                                                         IV. HF + H2O ⇄ H3O + F
             -1                                                             +        -                                         -4
   a) 1 x 10 mol/L                                                                                                  6,8 x 10
             -3
   b) 2 x 10 mol/L                                       V. H3PO4 + H2O ⇄ H3O + H2PO4
                                                                                 +                -
                                                                                                                    4,4 x 10
                                                                                                                               -7
            -3
   c) 3 x 10 mol/L
             -7
   d) 4 x 10 mol/L                                      08. (UFSC) O ácido mais ionizado é:
             -9
   e) 5 x 10 mol/L                                         a) IV
                                   -2
                                                           b) V
03. (UFGO) Uma solução 2 x 10 mol/L de ácido               c) III
   acético tem um grau de ionização 0,03 a uma dada        d) I
   temperatura. A sua constante de ionização (Ka)          e) II
   nesta temperatura é:
                -2
   a) 4,50 x 10                                         09. (UFSC) O ácido mais fraco é:
                -5
   b) 1,75 x 10                                            a) III
                -4
   c) 1,75 x 10                                            b) V
                -5
   d) 1,80 x 10                                            c) I
                -5
   e) 2,80 x 10                                            d) II
                                                           e) IV
04. (CESCEM-SP) Uma solução 0,05 mol/L de um ácido
   fraco HA é 0,1% ionizada. Qual é, aproximadamente,   10. (UFSC) Os ácidos são (não necessariamente na
   a sua constante de ionização?                           ordem):
             -8                                            a) fosfórico, sulfídrico, metanóico, fluorídrico e
   a) 5 x 10
             -7                                                etanóico.
   b) 5 x 10
             -6                                            b) fluorídrico, etanóico, fórmico, sulfuroso e
   c) 5 x 10
             -5                                                fosforoso.
   d) 5 x 10
             -3                                            c) fórmico, acético, sulfúrico, fosforoso e fluórico.
   e) 5 x 10
                                                           d) fluoroso, fórmico, fosfórico, sulfídrico e acético.
05. (PUC-SP) Um monoácido fraco tem constante de           e) acético, fluorídrico, sulfuroso, fórmico e fosforoso.
                       -9
   ionização igual a 10 em temperatura ambiente. Este
   ácido, numa solução decimolar, terá grau de             As questões de n.
                                                                                         os
                                                                                   11 e 12 referem-se aos
   ionização aproximadamente igual a:                      seguintes ácidos e suas correspondentes constantes
   a) 1%                                                   de ionização, a 25°C.
   b) 0,1%
   c) 0,01%                                                     ácido cianídrico                              4,0 x 10
                                                                                                                       -10
   d) 0,001%                                                    ácido propiônico                              1,3 x 10
                                                                                                                       -5
   e) 0,0001%                                                   ácido acético                                 1,8 x 10
                                                                                                                       -5
-4
          ácido fórmico                       1,8 x 10                    A ordem de grandeza das constantes de ionização
                                                       -4
          ácido fluorídrico                   6,7 x 10                    K1, K2 e K3 será:
                                                                          a) K3 > K2 > K1
11.     (UEL-PR) Dentre eles,            quantos   são        ácidos      b) K1 = K2 = K3
      carboxílicos?                                                       c) K1 > K2 > K3
      a) 1             b) 2                              c) 3             d) K1 > K3 > K2
      d) 4             e) 5                                               e) K2 > K1 > K3

12. (UEL-PR) Dentre eles, o mais forte e o menos                       17. (PUC-SP) Tem-se uma solução de ácido acético,
                                                                                               +         -
   ionizado são, respectivamente:                                         HAc, onde há íons H (aq) e Ac (aq) em equilíbrio com
   a) cianídrico e propiônico                                             HAc não dissociado.
   b) cianídrico e fluorídrico                                            Se adicionarmos acetato de sódio, NaAc, a essa
   c) fórmico e acético                                                   solução:
                                                                                                      +
   d) fluorídrico e cianídrico                                            a) a concentração dos íons H (aq) deverá aumentar.
                                                                                                             +
   e) fluorídrico e fórmico                                               b) a concentração dos íons H (aq) permanecerá
                                                                              inalterada.
                                                                                                      +
13. (CESCEM-SP) Considere os oxiácidos do cloro e                         c) a concentração dos íons H (aq) deverá diminuir.
   suas respectivas constantes de ionização:                              d) a concentração do HAc não dissociado diminuirá.
                                        -8
               HCℓO            3,0 x 10                                   e) não há deslocamento do equilíbrio químico.
                                        -2
               HCℓO2           1,1 x 10
                                        2
               HCℓO3           5,0 x 10                                18. (FEI-SP) No equilíbrio representado pela equação:
                                        7
               HCℓO4           2,0 x 10
                                                                                                 + 2 OH ⇄ Mg(OH)2
                                                                                            2+            -
                                                                                      Mg
      O exame dos dados permite afirmar que:
                                                                          qual das substâncias abaixo o deslocaria para a
        I. a força do ácido é maior quanto maior o número
                                                                          direita se adicionada ao sistema?
           de oxidação do cloro.
                                                                          a) NH4NO3
       II. dos oxiácidos representados, o mais forte é o
                                                                          b) NaCℓ
           HCℓO.
                                                                          c) H2SO4
      III. o número de oxidação do cloro no HCℓO3 é +3.
                                                                          d) HCℓ
      a) Somente I é correta.
                                                                          e) NaOH
      b) Somente II é correta.
      c) Somente III é correta.
                                                                       19. (MAPOFEI-SP) Dado o equilíbrio:
      d) I, II e III são corretas.
      e) I, II e II são incorretas.                                                                   1
                                                                                    HCN + H2O                 H3O+ + CN-
                                                                                                      2
14.      (PUC-PR) Temos duas soluções de igual
      molaridade:                                                         a adição de cianeto de sódio:
      a 1.ª de ácido acético, cujo pK é igual a 4,76;                     a) desloca o equilíbrio no sentido 1.
      a 2.ª de ácido butírico, cujo pK é igual a 4,82.                    b) não desloca o equilíbrio.
                                                                                                               +
      Com estes dados, podemos afirmar que:                               c) aumenta a concentração de H3O .
      a) a 1.ª solução é mais ácida que a 2.ª.                            d) desloca o equilíbrio no sentido 2.
      b) a 1.ª solução é menos ácida que a 2.ª.                           e) diminui a concentração de HCN.
      c) as duas soluções apresentam a mesma acidez.
      d) a constante de ionização do ácido acético é                   20. (PUC-PR) Em solução aquosa existe o equilíbrio:
         menor que a do ácido butírico.
                                                                                             + H2O ⇄ Cr2O7
                                                                                        2-                       2-                -
      e) nenhuma destas respostas.                                               2 CrO4                                   + 2 OH
                                                                                  amarelo             alaranjado
15. (UFPR) Pelos seus pKa ou Ka indique o ácido mais                      Assinale a proposição falsa:
   ionizado.                                                              a) Adicionando HCℓ, o sistema fica alaranjado.
   Dados: log 514 = 2,7; log 63 = 1,79                                    b) Adicionando NaOH, o sistema fica amarelo.
                                    -5
   a) Cℓ2CH-COOH (Ka = 5140 . 10 )                                        c) O Princípio de Le Chatelier não se aplica a
   b) orto-O2N-C6H4-COOH (pKa = 2,81)                                        equilíbrios iônicos.
                                 -5
   c) C6H5-COOH (Ka = 6,3 . 10 )                                          d) No equilíbrio, a velocidade da reação direta é igual
   d) para-O2N-C6H4-OH (pKa = 7,14)                                          à velocidade da reação inversa.
   e) C6H5-OH (pKa = 9,95)                                                e) A constante de equilíbrio não varia pela adição de
                                                                             HCℓ ao sistema.
16. (CESCEM-SP) A dissociação do ácido orto-
   arsênico, H3AsO4, em solução aquosa diluída, se
   processa conforme as equações:
                                                                                 PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA (Kw)
          H3AsO4 ⇄ H + H2AsO4
                       +            -
                                             K1
                                                                          Medidas de condutibilidade elétrica mostram que a
          H2AsO4 ⇄ H + HAsO4
                  -     +           2-
                                             K2                        água está ligeiramente ionizada segundo a equação:
          HAsO4 ⇄ H + AsO4
                 2-     +      3-
                                             K3
                                                                                             H2O ⇄ H + OH
                                                                                                          +           -
Esta ionização da água, como as demais, é
reversível e atinge um equilíbrio dinâmico denominado                                     Numa mesma temperatura, o valor de Kw
equilíbrio iônico da água.                                                             permanece constante, qualquer que seja a substância
                                                                                       dissolvida em água.
                                                                                  -9
   A 25°C, o grau de ionização () da água é 1,81x10 .
Considerando 1 litro de água pura (1000 g de água                                        Observações:
pura) e aplicando ao equilíbrio iônico da água a lei da
                                                                                         • Em água pura ou em solução neutra, a 25°C:
ação das massas, tem-se:
                                                                                                           +         -                 -7
   • Cálculo do número de mols existentes em 1000 g                                                     [H ] = [OH ] = 10 mol/L
de H2O.

               18 g H2O  1 mol                                                          • Ao se adicionar um ácido HA em água, ocorre sua
              1000 g H2O  x                                 x = 55,5 mols           ionização,
                                                                                                           HA  H + A
                                                                                                                   +    -

   • Cálculo das concentrações molares no equilíbrio.                                                                                           +
                                                                                       com conseqüente aumento da concentração de íons H .
                                                                                       Como Kw é constante, um aumento da concentração de
                                                  ⇄
                                                               +              -
                              H2O                          H           + OH                  +
                                                                                       íons H acarretará uma diminuição da concentração de
 início                      55,5                           0             0                    -
                                                                                       íons OH .
                            (n . )
                                                      (n . )           (n . )
 ionização           (55,5 . 1,81 . 10-9)                 -7                -7
                                                                                                   Kw = [H+] . [OH-] = 10-14 (a 25°C)
                                                       10                10
                           10
                                  -7

                          (n - n)                      n               n
 equilíbrio                        -7                    -7               -7                    esta concentração    esta concentração
                        (55,5 - 10 )                   10               10                          aumenta               diminui
                                    -7                   -7               -7
 concentr.              (55,5 - 10 )                   10               10
 molares                   mol/L                       mol/L            mol/L            Assim sendo, em soluções ácidas, a 25°C:

   Nota-se que a concentração molar da água no                                                                   +        -7
                                                                                                                [H ] > 10 mol/L
equilíbrio é praticamente a mesma do início. Portanto,                                                             -     -7
                                                                                                               [OH ] < 10 mol/L
pode-se dizer que a concentração molar da água é
constante,

                            [H2O] = constante.                                            • Ao se adicionar uma base B(OH) em água ocorre
                                                                                       sua dissociação,
   • Cálculo da constante de equilíbrio
                                                                                                          B(OH)  B + OH
                                                                                                                               +            -
                      [H+] . [OH-]
              Kc =                           [H2O] = constante                        com conseqüente aumento da concentração de íons
                          [H2O]                                                           -
                                                                                       OH . Como Kw é constante, um aumento da
                                                                                                                -
                Kc . [H2O] = [H ] . [OH ]
                                                  +                -                   concentração de íons OH acarretará uma diminuição da
                                                                                                             +
   O produto da constante de equilíbrio pela                                           concentração de íons H .
concentração molar da água dá uma nova constante                                                  Kw = [H+] . [OH-] = 10-14 (a 25°C)
denominada produto iônico da água, Kw. Portanto:
                                            +              -                                    esta concentração    esta concentração
                            Kw = [H ] . [OH ]                                                        diminui             aumenta
                                            -7        -7
                              Kw = 10 . 10
                                                                                         Assim sendo, em soluções básicas, a 25°C:
                                       -14
                           Kw = 10              (a 25°C)                                                         +        -7
                                                                                                                [H ] < 10 mol/L
                                                                                                                   -     -7
   O valor de Kw depende da temperatura. A elevação                                                            [OH ] > 10 mol/L
da temperatura acarreta um aumento do grau de
ionização da água e, conseqüentemente, um aumento
do valor de Kw.
                                                                                          • Ao se preparar uma solução ácida ou básica de
   A tabela abaixo mostra valores do produto iônico da                                 concentração molar ♏ e conhecido o grau de ionização
água (Kw) em diferentes temperaturas.                                                  ou de dissociação () do ácido ou da base, pode-se
                                                                                                    +          -
                                                                                       calcular a [H ] ou a [OH ].
               Temperatura                            Kw
                                                            -14
                                                                                                                         [H ] = ♏ . 
                   0°C                            0,11 . 10                                                                +
                                                            -14
                                                                                         Em solução ácida:
                  10°C                            0,29 . 10
                                                            -14
                  20°C                            0,69 . 10
                                                            -14
                                                                                                                         [OH ] = ♏ . 
                  25°C                            1,00 . 10                                                                        -
                                                            -14
                                                                                         Em solução básica:
                  30°C                            1,48 . 10
                                                            -14
                  40°C                            3,02 . 10
                                                            -14
                  60°C                            9,33 . 10
                                                                                          pH e pOH
                                                             -14
                  80°C                           23,40 . 10
-9
                                                                            +         -
                                                                                              c) 5,0 x 10
   Em função dos valores baixos de [H ] e [OH ],                                                          -8
                                                                                              d) 5,0 x 10
costuma-se indicar a acidez ou a basicidade de uma                                                        -9
                                                                                              e) 2,0 x 10
solução através de seu pH (potencial hidrogeniônico) e
pOH (potencial hidroxiliônico).                                                           03. (UFRGS) O acidente ocorrido com o navio
                                                                                              Bahamas provocou o vazamento de milhares de
   Por definição:                                                                             toneladas de ácido sulfúrico na lagos dos Patos.
                                                                                              Em determinados locais, foram registrados valores
                                                                                              de pH entre 3 e 4. Podemos afirmar que, nesses
         pH = log [H ]                             pOH = log [OH ]
                              +                                                 -
                                        e
                                                                                              locais, a concentração aproximada de íons
                                                                                                                  -1
                                                                                              hidroxila, em mol;L , foi:
                                                                                                              -11
   Aplicando as definições                            e      considerando             a       a) maior que 10 .
                                                                                                              -9
temperatura de 25°C, obtém-se:                                                                b) maior que 10 .
                                                                                                              -7
                                                                                              c) maior que 10 .
                                    +                -7                                                       -5
      água pura ou                 [H ] = 10 mol/L                           pH = 7           d) maior que 10 .
                                       -     -7                                                               -4
     solução neutra               [OH ] = 10 mol/L                          pOH = 7           e) maior que 10 .
                                     +      -7
        solução                    [H ] > 10 mol/L                           pH < 7
         ácida                         -     -7
                                  [OH ] < 10 mol/L                          pOH > 7       04. (FAAP – SP) O vinagre é uma substância muito
        solução                      +      -7
                                   [H ] < 10 mol/L                           pH > 7           utilizada como tempero em saladas. Sabe-se que
         básica                        -     -7
                                  [OH ] > 10 mol/L                          pOH < 7           uma amostra de vinagre apresentou pH igual a 2,0.
                                                                                              Isso corresponde a uma solução de ácido acético
                                                                                                                               +
   Para qualquer meio aquoso, a 25°C, a soma entre o                                          cuja concentração molar de íons H deve ser:
pH e o pOH é igual a 14. Observe:                                                             a) 55,50
                                                                                              b) 0,01
                             +          -             -14
                         [H ] . [OH ] = 10                                                    c) 1,00
                                                                                              d) 0,10
aplicando logaritmo em                  ambos               os       membros da               e) 10,10
igualdade
                         +                  -                    -14
                                                                                          05. (UFRRJ) Em um potenciômetro, faz-se a leitura de
                 log [H ] + log [OH ] = log 10                                                uma solução de hidróxido de sódio (utilizada na
                                                                                              neutralização do ácido láctico). Sabendo que o grau
multiplicando por (-1)
                                                                                              de dissociação é total, o valor do pH encontrado
                     +                          -                      -14                    corresponde a:
              (-log [H ]) + (-log [OH ]) = (-log 10 )
                                                                                              a) 2,7
                                                                                              b) 5,4
                             pH + pOH = 14                                                    c) 12,0
                                                                                              d) 11,0
                                                                                              e) 9,6

                                                                                          06. (UNIP – SP) O fluoreto de hidrogênio (HF) é um
                EXERCÍCIOS DE SALA                                                            ácido que se encontra 10% ionizado em solução
                                                                                                       -1
                                                                                              0,1 mol.L . Calcule o pH dessa solução.
01. (Mackenzie – SP) Com os dados da tabela abaixo,

                                                                 +
                    Soluções                                 [H ]
                                                                       -6
        I                Urina                              1 x 10
        II         Clara de ovo                             1 x 10
                                                                       -8                 07. (PUC – MG) A concentração hidrogeniônica do
                                                                                                                        -2      -1
                                                                       -7
                                                                                              suco de limão puro é 10 mol.L . O pH de um
        III          Lágrima                                1 x 10                            refresco preparado com 30 mL de suco de limão e
                                                                       -5
        IV               Café                               1 x 10                            água suficiente para completar 300 mL é igual a:
                                                                                              a) 2
    pode-se afirmar que:                                                                      b) 3
    a) I, II, III e IV são soluções ácidas.                                                   c) 4
    b) somente II é uma solução básica.                                                       d) 6
    c) somente I, III e IV são soluções ácidas.                                               e) 11
    d) somente I, II e III são soluções básicas.
    e) somente III é uma solução básica.                                                  08. (Fuvest – SP) A auto-ionização da água é uma
                                                                                              reação endotérmica. Um estudante mediu o pH da
                                                                                                                                                o
02. (CEETEPS – SP) A concentração de íons H (aq) de
                                                                                +             água recém-destilada, isenta de CO2 e a 50 C,
                                        -5      -1
    uma certa solução aquosa é 2,0 x 10 mol.L , a 25                                          encontrado o valor 6,6. Desconfiado de que o
    o
     C. Sendo assim, nessa mesma solução a                                                    aparelho de medida estivesse com defeito, pois
                           -               -1
    concentração de íons OH (aq), em mol.L , deve ser:                                        esperava o valor 7,0, consultou um colega que fez
    a) 5,0 x 10
                -10                                                                           as seguintes afirmações:
    b) 2,0 x 10
                -10                                                                           I. O seu valor (6,6) pode estar correto, pois 7,0 é o
                                                                                                                               o
                                                                                                 pH da água pura, porém a 25 C.
II. A aplicação do princípio de Le Chatelier ao           07. (PUC-MG) Misturando-se 100 mL de suco de laranja
                                                                        +
         equilíbrio da ionização da água justifica que,          cuja [H ] = 0,6 mol/l com 200 mL de suco de laranja
                                                                        +
         com o aumento da temperatura, aumente a                 cuja [H ] = 0,3 mol/L, não se obtém:
                            +                                                             +
         concentração de H .                                     a) uma solução onde [H ] = 0,4 mol/L.
    III. Na água, o pH é tanto menor quanto maior a              b) uma solução completamente neutra.
                            +
         concentração de H .                                     c) uma solução de acidez intermediária.
                                                                                                            +
    Está correto o que se afirma:                                d) uma solução menos ácida do que a de [H ] = 0,6
    a) somente em I.                                                mol/L.
                                                                                                            +
    b) somente em II.                                            e) uma solução mais ácida do que a de [H ] = 0,3
    c) somente em III.                                              mol/L.
    d) somente em I e II.
    e) em I, II e III.                                        08. (UFMG) A tabela mostra o pH característico de
                                                                 alguns sistemas.

                                                                               Sistema               pH
                                                                               Vinagre               3,0
                                                                               Suco de laranja       4,0
        TESTES DE VESTIBULAR                                                   Suco de tomate        5,0
                                                                               Saliva                6,0
01. (FUVEST-SP) Observe os líquidos da tabela:                                 Leite                 6,8
                                                                               Sangue                7,4
                                  +         -
                          [H ]          [OH ]                                  Clara de ovo          8,0
                                  -7            -7
    Leite                 1,0 . 10      1,0 . 10
                                  -8            -6
    Água do mar           1,0 . 10      1,0 . 10                 Sobre esses sistemas, pode-se afirmar que:
                                  -3            -11
    Coca-Cola             1,0 . 10      1,0 . 10                 a) clara de ovo é o sistema menos ácido.
                                  -5            -9
    Café preparado        1,0 . 10      1,0 . 10                 b) sangue é o líquido mais próximo da neutralidade.
                                  -7            -7
    Lágrima               1,0 . 10      1,0 . 10                 c) suco de laranja é 1,5 vez mais ácido do que a
                                  -12           -2
    Água de lavanderia    1,0 . 10      1,0 . 10                    saliva.
                                                                 d) suco de tomate é duas vezes menos ácido do que
   Tem caráter ácido apenas:                                       o vinagre.
   a) o leite e a lágrima.                                       e) todos os líquidos da tabela são ácidos.
   b) a água de lavanderia.
   c) o café preparado e a Coca-Cola.                         09. (PUCCAMP-SP) Considere as seguintes amostras:
   d) a água do mar e a água de lavanderia.                        I. Vinagre
   e) a Coca-Cola.                                                II. Água destilada
                                                                 III. Leite de magnésia
                              +                          -2      Comparando-se os valores de pH das amostras,
02. Calcular, a 25°C, a [H ] de uma solução 2 x 10               obtém-se a seqüência:
   mol/L de HCℓ, sabendo que o ácido está totalmente             a) pHI > pHII > pHIII
   ionizado.                                                     b) pHI = pHII > pHIII
                                                -1               c) pHII > pHIII > pHI
03. A 25°C, em uma solução aquosa 1 x 10 mol/L, o                d) pHIII > pHII > pHI
                                                +
   ácido acético está 1% ionizado. Calcular a [H ] desta         e) pHIII = pHI > pHII
   solução.
                                                              10. (UFMG) A água do mar tem pH aproximadamente
04. A 25°C, em uma solução aquosa 0,5 mol/L, o grau              igual a 8. Todas as afirmativas sobre a água do mar
   de ionização do hidróxido de amônio, NH4OH, é 2 x             estão corretas, exceto:
       -4
   x 10 .                                                                                               +
                                                                 a) Apresenta uma concentração de H (aq) igual a 8
                 -        +
   Calcular a [OH ] e a [H ] desta solução.                         mol/L.
                  -       +                                      b) Colore de vermelho uma solução de fenolftaleína.
05. Calcular a [OH ] e a [H ] de uma solução aquosa 5 x                                              -
                                                                 c) Contém cem vezes mais íons OH do que íons H .
                                                                                                                   +
       -2
   x 10 mol/L de NaOH, a 25°C, sabendo que a base                d) É básica.
   está totalmente dissociada.                                   e) É eletricamente neutra.
                                                     +   -6
06. (CEFET-PR) Uma solução aquosa A tem [H ] = 10             11. (UFRS) As leis de proteção ambiental de certas
                             -     -6
   mol/L e outra B, tem [OH ] = 10 mol/L. A razão                cidades não permitem o lançamento em rios, entre
                               +
   entre as concentrações de H das soluções A e B é              outros, de efluentes com pH inferior a 5,0 ou superior
   igual a:                                                      a 9,0.
   a) zero                                                       No que se refere à acidez, os efluentes aquosos das
              12
   b) 1,0 . 10                                                   indústrias X, Y e Z apresentam as seguintes
   c) 1,0                                                        concentrações:
              2
   d) 1,0 . 10
              -2
   e) 1,0 . 10                                                                          Concentração no
                                                                       Indústria
                                                                                             efluente
                                                                                           -3          +
                                                                           X             10 mol/L de H
                                                                                           -4          +
                                                                           Y             10 mol/L de H
-6             -
             Z           10 mol/L de OH                      respectivamente: pH=5,0, pH=3,5 e pH=1,0. Aponte
                                                             as alternativas corretas:
   Poderiam ser lançados em rios, sem tratamento             01) No frasco A está contido um ácido fraco.
   prévio, apenas os efluentes de:                           02) O Ka do ácido A é maior que o Ka do ácido B.
   a) X                                                      04) O ácido B conduz melhor a corrente elétrica do
   b) Y                                                         que o ácido C.
   c) Z                                                      08) O ácido C está completamente ionizado.
                                                                                       +               -1
   d) X e Y                                                  16) A concentração de H no ácido C é 10 mol/L.
   e) Y e Z

12. (FUND. C. CHAGAS-BA) Para corrigir a acidez do
   solo é comum a utilização da cal extinta, Ca(OH) 2.    16. (FCMSC-SP) Tem-se uma solução em que a
                                                                                                   -3
   Com esse procedimento provoca-se no solo:                 concentração hidrogeniônica é 4,3 x 10 mol/L. Seu
   a) aumento de pH, uma vez que a cal extinta é ácida.      pH será: (log 4,3 = 0,63)
   b) aumento de pH, uma vez que a cal extinta é             a) 4,0
      básica.                                                b) 3,7
   c) diminuição de pH, uma vez que a cal extinta é          c) 2,37
      ácida.                                                 d) 6,27
   d) aumento de pOH, uma vez que a cal extinta é            e) 1,27
      básica.
   e) diminuição de pOH, uma vez que a cal extinta é      17. (UNIMOGI-SP) O pH de uma solução de ácido
      ácida.                                                 clorídrico de concentração igual a 0,001 mol/L é igual
                                                             a:
13. (UFMG) Tem-se notado um abaixamento de pH da             a) 3
   água das chuvas em muitas regiões do mundo. Uma           b) 4
   das causas é a emissão de dióxido de enxofre, SO 2,       c) 5
   feita por centenas de indústrias, o qual é oxidado e      d) 6
   hidrolisado na atmosfera. Em relação ao exposto,          e) 11
   qual das seguintes alternativas é errada?
   a) Uma chuva com pH=4,6 é dez vezes mais ácida         18. (PUC-RJ) Qual é o pH de uma solução de hidróxido
      do que uma chuva com pH=5,6                            de sódio 0,1 mol/L (a 25°C)?
                                                                                -14
   b) A oxidação e a hidrólise do SO2 na atmosfera           (Dado: Kw = 1 . 10 a 25°C)
      levam à formação de ácido sulfúrico.                   a) 0
   c) Ácidos fortes podem dissociar-se na água das           b) 1
      chuvas, abaixando seu pH.                              c) 13
   d) O abaixamento do pH da água das chuvas                 d) 14
      significa diminuição na concentração dos íons          e) 0,1
      hidrogênio.
   e) Estátuas e monumentos de mármore, CaCO3,            19. (PUC-PR) Uma solução de monobase apresenta
      expostos a chuvas de baixo pH, podem ser               concentração de íons hidróxido igual a 17 mg/L. Qual
      eventualmente destruídos.                              é o pH dessa solução?
                                                                                -
                                                             (Massa molar do OH = 17 g/mol)
14. (UnB-DF) O pH padrão da água da chuva em áreas           a) 3,0
   não-poluídas é 5,6. Chuvas com pH abaixo desse            b) 5,0
   valor são denominadas “chuvas ácidas” e causam            c) 7,0
   sérios problemas ambientais. Sobre esse assunto,          d) 9,0
   aponte os itens corretos:                                 e) 11,0
   01) As chuvas ácidas destroem monumentos,
      florestas e causam a mortalidade de peixes.         20. (PUCCAMP-SP) Em São Paulo, a Cetesb constatou,
   02) O dióxido de enxofre proveniente das caldeiras e      em 1986, uma “chuva ácida” de pH = =5. Isto
                                                                                                 +
      fornos das indústrias é um dos principais              significa uma concentração de íons H da ordem de:
                                                                   -5
      responsáveis pelas chuvas ácidas.                      a) 10 mol/L
                                                                      -1
   04) Água de chuva em áreas não-poluídas é mais            b) 5 . 10 mol/L
                                                                      -5
      ácida do que água pura.                                c) 5 . 10 mol/L
                                                                      -2
   08) A água da chuva que apresenta concentração de         d) 5 . 10 mol/L
        +            -2
      H igual a 10 mol/L não é considerada chuva             e) 5 mol/L
      ácida.
   16) A concentração de dióxido de carbono na            21. (CESGRANRIO-RJ) Constatou-se que uma amostra
      atmosfera não influi no pH da chuva.                   de suco de laranja possui pH = 4. As concentrações
                                                                  +     -
                                                             de H e OH no suco são, respectivamente:
                                                                  -2    -12
                                                             a) 10 e 10
                                                                  -4    -10
15. (UFPE) Em três recipientes A, B e C estão contidas       b) 10 e 10
                                                                  -6   -8
   soluções ácidas desconhecidas, de concentração 0,1        c) 10 e 10
                                                                  -7    -7
   mol/L.                                                    d) 10 e 10
                                                                  -8    -6
   Medindo o pH das três soluções com papel indicador        e) 10 e 10
   universal, obtiveram-se os seguintes valores,
22. (FM POUSO ALEGRE-MG) Uma solução de ácido              e) 3,70 e 10,30
   acético (CH3COOH) é preparada de tal modo que
   seja 0,004 mol/L. O pH dessa solução aquosa,         29. (FCMSC-SP) A 45°C, o produto iônico da água é
                                                                           -14
   sabendo que o ácido se encontra 25% ionizado, está      igual a 4,0 x 10 . A essa temperatura, o valor de
                                                              +
   mais bem representado pela opção:                       [H ] de uma solução aquosa neutra é:
                                                                       -7
   a) 1                                                    a) 0,6 x 10
                                                                       -7
   b) 2                                                    b) 2,0 x 10
                                                                      -7
   c) 3                                                    c) 4,0 x 10
                                                                       -14
   d) 4                                                    d) 2,0 x 10
                                                                       -14
   e) 5                                                    e) 4,0 x 10
                                                                                                                        +
23. (UNIP-SP) O ácido láctico é um monoácido presente   30. (ITA-SP) A 60°C, o produto iônico da água, [H ] x
                                                                 -                    -13
   em músculos doloridos depois de exercícios              x [OH ], é igual a 1,0 x 10 . Em relação a soluções
   vigorosos. O pH de uma solução 0,100 mol/L de           aquosas, nesta temperatura, assinale as afirmações
   ácido láctico 4% ionizado é: (log 4 = 0,6)              corretas:
   a) 11,6                                                 01) Soluções ácidas são aquelas que têm pH < 6,5.
   b) 2,7                                                  02) Soluções neutras têm pH = 6,5.
   c) 2,4                                                  04) Soluções básicas têm pH > 6,5.
   d) 3,3                                                  08) pH + pOH tem que ser igual a 13,0.
   e) 4,8                                                  16) Solução com pH = 14 é impossível de ser obtida.

24. (PUC-PR) O pH de uma solução 0,25 mol/L de uma
   monobase que está 0,4% dissociada é:
   a) 13
   b) 11
   c) 9
   d) 7                                                                  HIDRÓLISE DE ÍONS
   e) 5
                                                            Hidrólise de um íon é a reação entre este íon e a
25. (CESGRANRIO-RJ) O HF é um ácido cuja                água.
                                           -4
   constante de dissociação é Ka = 4,0 x 10 a 25°C.
   Assinale a opção que indica, aproximadamente, o         • Hidrólise de ânions
   valor do pH de uma solução 0,25 mol/L desse ácido
   a 25°C.                                                  A hidrólise de um ânion pode ser representada pela
   a) 1                                                 equação:
   b) 1,6
   c) 2                                                                      H+
   d) 2,5
                                                                        A- + HOH     HA + OH-
   e) 4                                                                ânion         ácido

26. (FEI-SP) Determine o grau de ionização de uma
   monobase em solução 0,5 mol/L, sabendo que o pH         A reação de hidrólise de um ânion ocorre quando o
   dessa solução é igual a 10:                          ácido formado for um ácido fraco.
   a) 0,2%
                                                                                            -
   b) 0,02%                                                Devido à formação de íons OH , a solução resultante
   c) 0,5%                                              é básica (pH > 7).
   d) 0,8%                                                 Exemplos:
   e) 1%
                                                                                        -
                                                           Hidrólise do ânion cianeto, CN :
27. (UFGO) Na água de um aquário, a concentração de                      -                         -
                                                                     CN + HOH             HCN + OH
   um monoácido produzido pela decomposição de                                              ácido           solução
                  -4                                                                        fraco            básica
   bactérias é 10 mol/L e sua constante de ionização
                -8
   Ka = 1,0 x 10 . O pH da água do aquário é:                                                           -
   a) 2                                                    Hidrólise do ânion bicarbonato, HCO3 :
                                                                         -                           -
   b) 3                                                            HCO3 + HOH             H2CO3 + OH
   c) 4                                                                                         ácido         solução
                                                                                                fraco         básica
   d) 5
   e) 6
                                                           • Hidrólise de cátions
                             -4
28. (FESP-PE) Uma solução 10 mol/L de ácido acético
                                                             A hidrólise de um cátion pode ser representada
   a 25°C está 33,5% ionizada. Seus pH e pOH são,
                                                        pela equação:
   respectivamente: (log 3,35 = 0,53)
   a) 4,47 e 9,53
   b) 4,47 e 18,47
   c) 10,30 e 3,70
   d) 9,53 e 4,47
+
                                                                                              A produção de cátions H torna a solução ácida
                               OH-                                                       (pH < 7).
                                                                                              Este comportamento é característico de sais
                      C+ + HOH                     COH + H+                              formados por cátions de bases fracas e ânions de
                  cátion                           base                                  ácidos fortes.

    A hidrólise de um cátion ocorre quando a base
formada for uma base fraca.                                                                  Exemplo 3: Bicarbonato de amônio, (NH4) (HCO3)
                                                                                                                                                    +   -

                                                    +
     Devido à formação de íons H , a solução resultante
                                                                                                    (NH4) (HCO3)  NH4 + HCO3
                                                                                                            +                   -           +       -
é ácida (pH < 7).
                                                                                                                +
                                                                                             O cátion NH4 hidrolisa. A base formada é fraca.
   Exemplos:
                                                                                                        +                                           +
   Hidrólise do cátion amônio, NH4 :
                                                     +                                              NH4 + HOH                           NH4OH + H
                +                          +
            NH4 + HOH            NH4OH + H                                                                          -
                                                                                             O ânion HCO3 hidrolisa. O ácido formado é fraco.
                                                        base            solução                        -                              -
                                                        fraca            ácida                     HCO3 + HOH            H2CO3 + OH

   Hidrólise do cátion prata, Ag :
                                               +                                              Devido ocorrer a hidrólise do cátion e do ânion, o
                +                           +                                            pH da solução resultante será determinado através das
              Ag + HOH             AgOH + H
                                                        base        solução              constantes de ionização do ácido fraco (Ka) e da base
                                                        fraca        ácida               fraca (Kb). Se:

                                                                                                Ka > Kb  solução ácida (pH < 7)
                                                                                                Ka < Kb  solução básica (pH > 7)
   • Hidrólise de sais
                                                                                                Ka = Kb  solução neutra (pH = 7)
                           +    -
     Seja um sal C A . Em água ele sofre dissociação
iônica:                                                                                       Este comportamento é característico de sais
                  C A  C + A
                   + -        +     -
                                                                                         formados por cátions de bases fracas e ânions de
                                                                                         ácidos fracos.
    Uma vez dissociado, poderá:
                                     -
    • ocorrer a hidrólise do ânion A ,
                                       +
    • ocorrer a hidrólise do cátion C ,                                                                                                     +   -
    • ocorrer a hidrólise de ambos os íons,                                                  Exemplo 4: Cloreto de sódio, Na Cℓ :
    • não ocorrer a hidrólise de nenhum dos íons.
                                                                                                                Na Cℓ  Na + Cℓ
                                                                                                                        +   -           +       -


                                                                +                    -                      +
   Exemplo 1: Bicarbonato de sódio, Na (HCO3) :                                               O cátion Na não hidrolisa. A base correspondente
                                                                                         é forte.
             Na (HCO3)  Na + HCO3
                  +                     -               +                    -                          -
                                                                                              O ânion Cl não hidrolisa. O ácido correspondente é
                       +
                                                                                         forte.
   O cátion Na        não hidrolisa, pois a base                                              Como não ocorre a hidrólise de íons, a solução
correspondente é forte.                                                                  resultante é neutra (pH = 7).
                -
   O ânion HCO3 hidrolisa. O ácido formado é fraco.                                           Este comportamento é característico de sais
                  -                                                              -
                                                                                         formados por cátions de bases fortes e ânions de ácidos
          HCO3 + HOH                                H2CO3 + OH                           fortes.
                                               -
   A produção de ânions OH torna a solução básica
(pH>7).
     Este comportamento é característico de sais
                                                                                                                        SOLUÇÃO TAMPÃO
formados por cátions de bases fortes e ânions de ácidos
fracos.                                                                                        Solução-tampão, solução buffer ou solução
                                                                                         reguladora é toda solução que tem por finalidade evitar
                                                                                         variações bruscas de pH quando à mesma se adiciona
    Exemplo 2: Cloreto de amônio, NH4 Cℓ .
                                                                +        -               um ácido forte ou uma base forte.
                                                                                               Uma solução-tampão é constituída por um ácido
                                             NH4 + Cℓ
                           +        -                   +           -
                  NH4 Cℓ                                                                 fraco (HA) e seu sal (BA) ou por uma base fraca (BOH)
                                                                                         e seu sal (BA).
                       -
     O ânion Cl não hidrolisa, pois o ácido
                                                                                              Exemplos
correspondente é forte.
               +
   O cátion NH4 hidrolisa. A base formada é fraca.                                            Solução de ácido acético (HAc) e acetato de sódio
                                                                                         (NaAc).
              +                                                              +
          NH4 + HOH                                NH4OH + H
                                                                                               Solução de hidróxido de amônio (NH4OH) e
                                                                                         cloreto de amônio (NH4Cℓ).
Seja o tampão HAc/NaAC.                             [ácido] = 0,10 mol/L,
      Em solução o HAc (ácido fraco) está pouco             tem-se:
ionizado e o NaAc (eletrólito forte) está totalmente
dissociado.                                                                             [0,15]
                                                                      pH  2,85  log           2,85  log1,5 
                      HAc ⇄ H + Ac
                                 +         -                                            [0,10]
                                      +        -                             pH = 2,85 + 0,18 = 3,03
                     NaAc → Na = Ac
       Ao se adicionar ácido forte à esta solução, o
equilíbrio iônico do HAc sofrerá deslocamento para a
                          +
esquerda, consumindo o H adicionado, o que impede a
variação brusca de pH.                                                   EXERCÍCIOS DE SALA
                                                        +
       Ao se adicionar base forte à esta solução, o H do    01. Nitrato de potássio e nitrato de amônio são dois
                                             -
equilíbrio iônico do HAc irá consumir o OH adicionado           sais usados na fabricação de fertilizantes. O que se
   +        -                          +
(H + OH → H2O). Para repor o H consumido junto                  pode afirmar sobre o caráter (ácido, básico, neutro)
              -
com o OH , o equilíbrio sofrerá deslocamento para a             das soluções aquosas de cada um desse sais?
direita, o que impede a variação brusca do pH.                  _________________________________________
       A ação da solução-tampão tem limites. A adição           _________________________________________
de quantidades excessivas de ácido ou base destruirá o          _________________________________________
efeito tampão.                                                  _________________________________________
                                                                _________________________________________
     Para se calcular o pH de uma solução tampão,               _________________________________________
pode-se demonstrar que:
        • para solução-tampão de um ácido fraco e seu       02. (FEI – SP) Os compostos cianeto de sódio (NaCN),
sal,                                                            cloreto de zinco (ZnCℓ2), sulfato de sódio (Na2SO4)
                                                                e cloreto de amônio (NH4Cℓ), quando dissolvidos
                                                                em água, tornam o meio respectivamente:
                               [ânion do sal]                   a) básico, ácido, ácido, neutro.
             pH  pK a  log
                                   [ácido]                      b) ácido, básico, neutro, ácido.
                                                                c) básico, neutro, ácido, ácido.
                                                                d) básico, ácido, neutro, ácido.
                                                                e) ácido, neutro, básico, básico.
        • para solução-tampão de uma base fraca e seu
sal,
                                                            03. (VUNESP) Quando se adiciona o indicador
                                                                fenolftaleína a uma solução aquosa incolor de uma
                                      [cátion do sal]           base de Arrhenius, a solução fica vermelha. Se a
           pH  pKw  pK b  log                                fenolftaleína for adionada a uma solução aquosa de
                                          [base]                ácido de Arrhenius, a solução continua incolor.
                                                                Quando se dissolve cianeto de sódio em água, a
                                                                solução fica vermelha após a adição de
        Onde pKa = −log Ka, pKb = −log Kb e pKw = −log          fenolftaleína. Se a fenolftaleína for adicionada a
Kw.                                                             uma solução aquosa de cloreto de amônio, a
                                                                solução continua incolor.
     Estas fórmulas são conhecidas como equações                a) Explique o que acontece no caso do cianeto de
de Henderson-Hasselbach.                                           sódio, utilizando equações químicas.
        Exemplo:                                                   ______________________________________
                                                                   ______________________________________
      Sabendo que a constante de ionização (Ka) do                 ______________________________________
                         o              -3
ácido cloroacético, a 25 C, é 1,4 x 10 , calcular o pH             ______________________________________
de uma solução-tampão contendo ácido cloroacético                  ______________________________________
0,10 mol/L e cloroacetato de sódio 0,15 mol/L.                     ______________________________________
                                                                   ______________________________________
Dados: log 1,4 = 0,15; log 1,5 = 0,18.
                                                                   ______________________________________
        Resolução:
                                                                b) Explique o que acontece no caso do cloreto de
        Utilizando a expressão                                     amônio, utilizando equações químicas.
                                                                   ______________________________________
                                 [ânion do sal]                    ______________________________________
               pH  pK a  log
                                     [ácido]                       ______________________________________
                                                                   ______________________________________
onde:                                                              ______________________________________
                                 -3
pKa = -log Ka = -log (1,4 x 10 ) = 2,85,                           ______________________________________
                                                                   ______________________________________
[ânion do sal] = [cloroacetato] = 0,15 mol/L,                      ______________________________________
+            -
04. (UEPG – PR) No interior das células de nosso             c) o mesmo número de íons H e íons OH .
                                                                             +           -
    organismo ocorre, a todo instante, um número             d) não há íons H nem íons OH .
                                                                                          +            -
    incontável de reações químicas. A maioria dos            e) o mesmo número de íons Na e íons CH3COO .
    fluídos biológicos onde as reações ocorrem são
    meios tamponados. Sobre os tampões e o efeito          03. (UFRGS) A única das espécies que, ao ser
    que exercem, assinale o que for correto.                  dissolvida em água, resulta em uma solução com pH
    01. O efeito tampão age aumentando a                      menor que o do solvente puro é:
         solubilidade das enzimas em meio aquoso.             a) NaCl
    02. Os pares H2CO3/NaHCO3 e NH4OH/NH4Cℓ são               b) Na2CO3
         exemplos de substâncias que agem como                c) CaCl2
         tampão.                                              d) NH3
    04. O efeito tampão impede variações bruscas de           e) (NH4)2SO4
                                             +      -
         pH, quando ocorre a adição de íons H ou OH
         no meio.                                          04. (FUVEST-SP) Carbonato de sódio, quando colocado
    08. Os meios tamponados são neutros e                     em água, a 25°C, se dissolve:
                                                                Na2CO3(s) + H2O(l)  HCO3 (aq) + 2 Na (aq) + X
                                                                                            -         +
         apresentam pH igual a 7.
    16. Os tampões mantêm constante o volume de               X e o pH da solução resultante devem ser:
         solvente no meio, o que impede as variações          a) CO2, maior que 7.
                                                                    -
         de concentração.                                     b) OH (aq), maior que 7.
                                                                  +
                                                              c) H (aq),igual a 7.
                                                              d) CO2, igual a 7.
                                                                    -
                                                              e) OH (aq), menor que 7.
05. (UFMG) Considere duas soluções aquosa diluídas,
    I e II, ambas de pH = 5. A solução I é tampão e a II   05. (CEFET-MG) A seguir, estão relacionados alguns
    não.                                                      produtos comerciais/industriais e as substâncias
    Um béquer contém 100 mL da solução I e um                 ativas dos mesmos:
    segundo béquer contém 100 mL da solução II. A
    cada uma dessas soluções adicionam-se 10 mL de               Produtos comerciais/          Substâncias
    NaOH aquoso concentrado.                                            industriais                ativas
    Assinale a alternativa que apresenta corretamente           mármore                  carbonato de cálcio
    as variações de pH das soluções I e II, após a              detergente               amônia (amoníaco)
    adição de NaOH(aq).                                         solução de bateria       ácido sulfúrico
    a) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será              leite de magnésia        hidróxido de magnésio
        maior do que o de II.                                   fertilizante             nitrato de potássio
    b) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será           Em relação a esses compostos, é incorreto afirmar
        igual ao de II.                                      que:
    c) O pH de ambas irá diminuir e o pH de I será           a) o detergente amoniacal é ácido.
        igual ao de II.                                      b) a solução de bateria tem pH<7.
    d) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será           c) o nitrato de potássio é um sal neutro.
        menor do que o de II.                                d) o leite de magnésia é uma solução básica.
    e) O pH de ambas irá diminuir e o pH de I será           e) o mármore reage com HCl, liberando CO2.
        maior do que o de II.
                                                           06. (FM POUSO ALEGRE-MG) Dos sais abaixo, indique
                                                              aquele que em solução aquosa apresenta reação
                                                              ácida:
        TESTES DE VESTIBULAR                                  a) KCN
                                                              b) NaCl
01. (UFSC) O carbonato monohidrogenado de sódio é             c) Na2CO3
   conhecido como bicarbonato e sua dissolução                d) NH4Br
   aquosa tem, como característica básica, neutralizar a      e) K2SO4
   acidez estomacal.
   Esta característica deve-se ao fato de que, ao se       07. (UFRGS) Preparam-se 5 soluções 1 mol/L das
   dissolver em água, o bicarbonato:                          seguintes substâncias:
   01) permanece inalterado.
   02) apresenta reação de hidrólise.                             sol. 1    sol. 2    sol. 3   sol. 4       sol. 5
   04) elimina próton.                                          CH3COOH     NaCℓ     NH4OH      HCℓ         NaOH
   08) desprende gás carbônico.
                      -
   16) forma íons OH .                                       Pode-se prever que o pH das soluções terá valores
                             +        -
   32) permanece em íon Na e HCO3 .                          tais que permitem que se escreva:
                                                             a) pH sol. 1 > pH sol. 2 > pH sol. 3 > pH sol. 4 > pH
                                                                 sol. 5
                                                             b) pH sol. 5 > pH sol. 4 > pH sol. 3 > pH sol. 2 > pH
02. (ITA-SP) Numa solução aquosa de acetato de sódio             sol. 1
   há:                                                       c) pH sol. 1 > pH sol. 4 > pH sol. 3 > pH sol. 2 > pH
                 +              -
   a) mais íons H do que íons OH .                               sol. 5
                   -            +
   b) mais íons OH do que íons H .
d) pH sol. 5 > pH sol. 3 > pH sol. 2 > pH sol. 1 > pH
      sol. 4                                                              Ag+(aq)      Cl-(aq)
   e) pH sol. 4 > pH sol. 1 > pH sol. 2 > pH sol. 3 > pH                                                      solução saturada
      sol. 5                                                                                                      de AgCl
                                                                                                            AgCl(s)
08. (UFRGS) O soluto que em água forma uma solução
   com pH maior que 7,0 é o:                                     A constante de equilíbrio para este sistema é dada
   a) nitrato de amônio                                     pela expressão:
   b) gás carbônico                                                                              [Ag+] . [Cl-]
   c) vinagre                                                                       Kc =
   d) cloreto de sódio                                                                              [AgCl]
   e) sabão
                                                                Mas a [AgCℓ] é constante, podendo ser incorporada
09. (MACKENZIE - SP) Entre as soluções aquosas das          no valor de Kc:
   seguintes substâncias:                                                                                     +               -
     I. acetato de sódio                                                       Kc . [AgCℓ] = [Ag ] . [Cℓ ]
    II. cianeto de potássio
                                                                 O produto (Kc . [AgCℓ]) é uma outra constante
   III. fenol
                                                            denominada produto de solubilidade e simbolizada
   IV. cloreto de amônio
                                                            por Kps.
   apresentam pH maior que 7:
                                                               Então:
   a) I e II
   b) II e III                                                                                          +
                                                                                      Kps = [Ag ] . [Cℓ ]
                                                                                                                     -
   c) I, II e IV
   d) II, III e IV
   e) I, III e IV                                                Para uma substância genérica AxBy, que se
                                                            dissocia de acordo com a equação:
10. (UFRGS) As soluções aquosas de três substâncias
                                                                                                        y+                        x-
   A, B e C apresentam os seguintes valores de pH;                      AxBy(s)                   xA         (aq)    + yB              (aq)


         Substância              pH                         o Kps é dado pela expressão:
            A                    2,7
            B                    6,8
                                                                                                 y+ x             x- y
            C                   10,4                                            Kps = [A ] . [B ]

   Das substâncias relacionadas a seguir, indique o
   grupo que poderia ser enquadrado nos valores de
   pH anteriormente citados:                                    Exemplos:
    Grupo   Substância   Substância         Substância
                                                                • Solução saturada de sulfato de bário:
    a)         HCℓ          K2O               NaOH
    b)         CaO         K2SO4              HNO3                                                      2+                         2-
    c)         KOH          CO2                H2S                     BaSO4(s)                   Ba         (aq)    + SO4              (aq)

    d)         SO3         NaCℓ              Na2CO3                                                2+                    2-
    e)        H2SO4       NaHSO4             Ba(OH)2                                Kps = [Ba ] . [SO4 ]


                                                                • Solução saturada de fosfato de cálcio:
    PRODUTO DE SOLUBILIDADE (Kps ou PS)                                                                     2+                               3-
                                                                    Ca3(PO4)2(s)                  3 Ca            (aq)   + 2 PO4                   (aq)
     Quando um sólido é adicionado a um solvente, ele
                                                                                                  2+ 3                   3- 2
se dissolve até o limite definido pelo seu coeficiente de                       Kps = [Ca ] . [PO4 ]
solubilidade. A partir desse limite ele não mais se
dissolve, permanecendo como sólido no fundo do                  Observações:
recipiente que o contém formando o denominado corpo
de fundo.                                                        • Só se aplica o produto de solubilidade às
                                                            soluções saturadas.
     Considerando o cloreto de prata, que ao se                  • Para uma dada substância, o Kps só varia com a
dissolver, sofre dissociação de acordo com a equação:       temperatura.
                                 +               -
                                                                 • Quanto maior for o Kps de uma substância, maior
              AgCℓ(s)         Ag     (aq)   + Cℓ (aq)       será sua solubilidade.
                                                                 • Em uma solução saturada, o produto das
      Experimentalmente, verifica-se que um sistema         concentrações molares dos íons dissolvidos (cada uma
                                                     +
como esse está em equilíbrio. Continuamente, íons Ag        delas elevada à potência igual ao seu coeficiente) é
    -
e Cl passam da solução para o corpo de fundo e igual        exatamente igual ao Kps.
quantidade de AgCl passa do corpo de fundo para a                • Quando, em uma solução, o produto das
solução.                                                    concentrações molares dos íons dissolvidos (cada uma
delas elevada à potência igual ao seu coeficiente) for                              Exemplo 1:
superior ao Kps, ocorrerá precipitação da substância.
                                                                                    A solubilidade do iodato de chumbo II, Pb(IO 3)2, a
                                                                                                 -5
    • Efeito do íon comum sobre a solubilidade                                  25°C, é 4,0 . 10 mol/L. Calcular o Kps deste sal, na
                                                                                temperatura indicada.
     Se, à solução saturada de uma substância AxBy,
juntarmos uma segunda substância que possua um íon                                  Resolução:
comum com AxBy, esta segunda substância provocará
                                                                                                                       2+                               -
precipitação de AxBy como conseqüência do Principio                                            Pb(IO3)2            Pb       (aq)      + 2 IO3 (aq)
de Le Chatelier.
                                                                                       Observando a proporcionalidade fornecida pelos
     Consideremos, como exemplo,                                uma   solução   coeficientes da equação de dissociação do sal (1:1:2), a
                                                                                                    -5                                 -5
saturada de AgCl, com corpo de fundo.                                           dissolução de 4,5.10 mol/L de Pb(IO3)2 produz 4,5.10
                                                                                              2+        -5             -
                                                                                mol/L de Pb e 9,0.10 mol/L de IO3 . Portanto, no
                                           +                    -               equilíbrio:
              AgCℓ(s)                Ag        (aq)     + Cℓ (aq)
                                                                                   2+          -5             -                       -5
                                                                                [Pb ] = 4,5.10 mol/L e [IO3 ] = 9,0.10 mol/L.
                                                                                        Calculando o Kps, tem-se:
                                                                                                              2+                - 2
                        Ag+(aq)        Cl-(aq)                                                      Kps = [Pb ] . [IO3 ]
                                                                                                              -5                           -5 2
                                                                                              Kps = (4,5 . 10 ) . (9,0 . 10 )
                                                                                                     Kps  3,65 . 10
                                                                                                                            -13
                               AgCl(s)


     Adicionemos a esta solução o sal NaCℓ, o qual se                              Exemplo 2:
dissocia completamente.
                                                                                    A 25°C, o produto de solubilidade do carbonato de
                                                                                                        -9
                 NaCℓ(s)  Na
                                       +
                                           (aq)
                                                            -
                                                       + Cℓ (aq)                bário, BaCO3, é 4,9 . 10 . Calcular a solubilidade deste
                                                                                sal naquela temperatura.
                                           -
    Com isso, aumenta-se a [Cl ] na solução.
                                                                                   Resolução:
                                                                                                                    2+                            2-
                                                                                             BaCO3(s)             Ba     (aq)      + CO3               (aq)
                         Na+  (aq)      Cl-      (aq)
                                                                                     Vamos estabelecer que a solubilidade do BaCO3(s)
                         Ag+(aq)        Cl-(aq)
                                                                                é X mol/L.
                                                                                        Observando a proporcionalidade fornecida pelos
                                  AgCl(s)                                       coeficientes da equação de dissociação do sal (1:1:1), a
                                                                                dissolução de X mol/L de BaCO3 produz X mol/L de
                                                                                   2+                 2-                           2+
                                                                                Ba e X mol/L de CO3 . Portanto, no equilíbrio, [Ba ] =
                                                                                      2
     Para minimizar o aumento na concentração de íon                            [CO3 ] = X mol/L.
  -
Cℓ , o equilíbrio será deslocado no sentido do processo
que forma AgCl(s). Como conseqüência, ocorre a                                          Aplicando a expressão do Kps, tem-se:
precipitação do AgCl(s), acarretando, portanto, uma                                                          2+                 2-
                                                                                                    Kps = [Ba ] . [CO3 ]
diminuição em sua solubilidade.                                                                               -9
                                                                                                     4,9 x 10 = X . X
                        Na+             Cl-
                                                                                                X  4,9 . 10 9 = 7,0 . 10
                             (aq)               (aq)                                                                      -5
                        Ag+(aq)         Cl-(aq)




                               AgCl(s)                                                       EXERCÍCIOS DE SALA

                                                                                01. (Fuvest – SP) Em determinada temperatura, a
      Um raciocínio equivalente pode ser feito a partir da                          solubilidade do sulfato de prata (Ag2SO4) em água
                                                                                                -2      -1
                      +     -
expressão: Kps = [Ag ] . [Cℓ ].                                                     é 2,0 x 10 mol.L . Qual o valor do produto de
      Como o valor de Kps é constante, um aumento da                                solubilidade (Kps) desse sal, à mesma temperatura?
   -                                 +
[Cℓ ] implica uma diminuição da [Ag ]. Uma diminuição
       +
da [Ag ] acontecerá pela precipitação de AgCℓ(s).

     Note que, pelo efeito do íon comum, a solubilidade
de uma dada substância é diminuída, mas seu Kps não
é alterado.
                                                                                02. (Fuvest – SP) O produto de solubilidade do sulfato
                                                                                                                -8         o
                                                                                    de chumbo é 2,25 x 10 , a 25 C. Calcule a
                                                                                                               -1
    • Cálculos envolvendo Kps                                                       solubilidade do sal, em g.L , nesta temperatura.
                                                                                                                          -1
                                                                                    (Massa molar do PbSO4 = 303 g.mol )
-5
                                                                     a) 1,1 . 10
                                                                                 -5
                                                                     b) 2,0 . 10
                                                                                 -10
                                                                     c) 2,0 . 10
                                                                                   -10
                                                                     d) 1,21 . 10
                                                                     e) 1,1

        TESTES DE VESTIBULAR                                      06. (ITA-SP) Sabendo-se que a solubilidade em água, a
                                                                                                                 -2
                                                                     0°C, do sulfato de prata, Ag2SO4, é 1,8 . 10 mol/L,
01. (FUVEST-SP) O equilíbrio de dissolução do fosfato                podemos concluir que o produto de solubilidade
   de cálcio é representado por:                                     desse sal, nesta temperatura, vale:
                                                                                 -4
                                  2+                3-               a) 1,6 . 10
      Ca3 (PO4)2(s)         3 Ca       (aq)   + 2 PO4    (aq)
                                                                     b) 6,5 . 10
                                                                                 -4
                                                                                 -3
   A    expressão     do      produto         de   solubilidade      c) 6,0 . 10
                                                                                 -2
   correspondente é:                                                 d) 1,8 . 10
                   2+          3-                                                -5
   a) Kps = [3 Ca ] . [2 PO4 ]                                       e) 2,3 . 10
                2+ 2      3- 3
   b) Kps = [Ca ] . [PO4 ]
                 2+       3-                                      07. (FUVEST-SP) O produto de solubilidade do BaSO4
   c) Kps = [Ca ] . [PO4 ]                                                         -10
                2+ 3      3- 2                                       vale 1,0 . 10 , a 25°C. Nessa temperatura, a
   d) Kps = [Ca ] . [PO4 ]
                   2+        3-                                      quantidade, em mols, de BaSO4 que se dissolve em
   e) Kps = [3 Ca ] . [ PO4 ]
                                                                     1 L de água pura é, aproximadamente:
                                                                           10
02. (CESCEA-SP) Fosfato de prata é parcialmente                      a) 10
                                                                           5
   solúvel em água. Seu produto de solubilidade é dado               b) 10
                                                                          -5
   por:                                                              c) 10
         +        3-                                                       -10
   a) [Ag ] . [PO4 ]                                                 d) 10
           +        3-                                                     -20
   b) 3[Ag ] . [PO4 ]                                                e) 10
         +          3-
   c) [Ag ] . 3[PO4 ]
         + 3       3-
   d) [Ag ] / [PO4 ]                                              08. (FEI-SP) Os sulfetos metálicos são encontrados em
         + 3      3-
   e) [Ag ] . [PO4 ]                                                 grande quantidade na natureza. Sabendo-se que a
                                                                     25°C o produto de solubilidade do sulfeto de zinco,
                                                                                       -23
03. (FURRN) Com base na tabela de produto de                         ZnS, vale 1,3 . 10 , determine sua solubilidade, em
   solubilidade abaixo:                                              mol/l, nessa temperatura.
                                                                                 -12
                                                                     a) 3,6 . 10
                                                                                 -8
              Substância          P.S.                               b) 3,6 . 10
                                         -6                                      -5
               Ca(OH)2         4,0 . 10                              c) 6,4 . 10
                                        -10                                         5
                AgCℓ           2,6 . 10                              d) 3,49 . 10
                                        -14                                      4
               Mn(OH)2         3,5 . 10                              e) 3,6 . 10
                                        -27
                 CdS           8,0 . 10
                                        -51                                                                            o
                Ag2S           3,2 . 10                           09. (CESGRANRIO-RJ) A solubilidade do AgCℓ a 18 C
                                                                     é 0,0015 g/L. Sabendo-se que a sua massa molar é
   a substância mais solúvel é:                                      143,5 g/mol, qual será o seu produto de solubilidade,
   a) Ca(OH)2                                                        considerando-se a concentração iônica igual à
   b) AgCℓ                                                           concentração molar?
                                                                                 -10
   c) Mn(OH)2                                                        a) 1,0 . 10
                                                                                 -5
   d) CdS                                                            b) 1,0 . 10
                                                                                 -3
   e) Ag2S                                                           c) 1,5 . 10
                                                                                 -3
                                                                     d) 3,0 . 10
                                                                                 -3
04. (FUC-MT) Com base nos valores do produto de                      e) 6,0 . 10
   solubilidade (Kps) de sais em água, da tabela,
   podemos afirmar que o sal mais solúvel é:                      10. (CESGRANRIO-RJ) Um sal, representado pela
                                                                                            o              -9
                                                                     fórmula XY2, tem, a 25 C, Kps = 4 . 10 .
                 Sal          Kps (25°C)                             Assinale a opção que identifica a quantidade de íons
                                         -5                            +     -
               CaSO4           2,4 . 10                              X e Y contidos em 500 mL da solução saturada
                                        -9-                                        o
                PbI2           8,3 . 10                              deste sal a 25 C.
                                       -10                                       +                 -
                AgCℓ          1,8 . 10                                   mols X           mols Y
                                       -13                                     -9                -9
                AgBr          5,0 . 10                               a) 2 . 10            4 . 10
                                       -20                                     -9                -9
                ZnS           1,0 . 10                               b) 4 . 10            8 . 10
                                                                               -9                -9
                                                                     c) 8 . 10            4 . 10
   a) CaSO4                                                          d) 5 . 10
                                                                               -4
                                                                                          1 . 10
                                                                                                 -3

   b) PbI2                                                           e) 1 . 10
                                                                               -3
                                                                                          5 . 10
                                                                                                 -4

   c) AgCℓ
   d) AgBr                                                        11. (FUVEST-SP) À temperatura T, a reação
   e) ZnS
                                                                                    N2O4(g) ⇄ 2 NO2(g)
05. (PUC-PR) A solubilidade do cloreto de prata, AgCℓ,               apresenta uma constante de equilíbrio Kc = 1,0.
                -5
   é de 1,1 . 10 mol/L. O sal dissolvido é totalmente                Analise os dados abaixo, relativos a duas misturas
   dissociado. Seu Kps é:                                            gasosas sob essa mesma temperatura, e decida em
qual delas os gases estão em equilíbrio. Indique os              15. (ENEM-MEC) Suponha que um agricultor esteja
   cálculos que você utilizou.                                           interessado em fazer uma plantação de girassóis.
                                                                         Procurando      informação,    leu    a    seguinte
            Mistura              [NO2]        [N2O4]                     reportagem:
                                        -1            -3
                I              1,0 x 10      1,0 x 10                            Solo ácido não favorece plantio
                                        -2            -4
               II              1,0 x 10      1,0 x 10                    Alguns cuidados devem ser tomados por quem
                                                                         decide iniciar o cultivo de girassol. A oleaginosa
12. (UFGO) 200 ml de solução de ácido acético contêm                     deve ser plantada em solos descompactados, com
   3,0 g do ácido puro. Essa solução foi transferida                     pH acima de 5,2 (que indica menor acidez da
   totalmente para um balão volumétrico aferido de 500                   terra). Conforme as recomendações da Embrapa,
   ml de capacidade. Em seguida, completou-se o                          o agricultor deve colocar, por hectare, 40 kg a 60
   volume com água destilada até o traço de aferição.                    kg de nitrogênio, 40 kg a 80 kg de potássio e 40
   Sabendo que, na solução preparada (500 ml), o                         kg a 80 kg de fósforo.
   ácido acético está 1,3% ionizado, calcule sua                         O pH do solo, na região do agricultor, é de 4,8.
   constante de ionização. (Massas molares, em g/mol:                    Dessa forma, o agricultor deverá fazer a
   H=1; C=12; O=16)                                                      “calagem”.
                                                                                                 (Folha de São Paulo, 25/09/1996)
13. (UNICAMP-SP) A metilamina, H3C – NH2, prove-                          Suponha que o agricultor vá fazer calagem
   niente da decomposição de certas proteínas e                           (aumento do pH do solo por adição de cal virgem
   responsável pelo desagradável cheiro de peixe, é                       – CaO). De maneira simplificada, a diminuição da
   uma substância gasosa, solúvel em água. Em                             acidez se dá pela interação da cal (CaO) com a
   soluções aquosas de metilamina ocorre o equilíbrio:                    água presente no solo, gerando hidróxido de
                                                                                                                     +
                                                                          cálcio (Ca(OH)2), que reage com os íons H (dos
     H3C–NH2(aq) + H2O(l) ⇄ H3C–NH3 (aq) + OH (aq)
                                              +            -
                                                                          ácidos), ocorrendo, então, a formação de água e
  a) O pH de uma solução aquosa de metilamina será                                             2+
                                                                          deixando os íons Ca no solo.
     maior, menor ou igual a 7? Justifique sua resposta.                  Considere as seguintes equações:
  b) Por que o limão ou vinagre (soluções ácidas)                           I. CaO + 2 H2O → Ca(OH)3
     diminuem o cheiro de peixe?                                           II. CaO + H2O → Ca(OH)2
                                                                                             +    2+
                                                                          III. Ca(OH)2 + 2 H → Ca + 2 H2O
14. (FUVEST-SP) Considere os seguintes equilíbrios:                                        +
                                                                          IV. Ca(OH)2 + H → CaO + H2O
                     + Cℓ (aq) ⇄ AgCℓ(s)
          +                -                                   9
       Ag     (aq)                           K = 6,0 x 10              O processo de calagem descrito acima pode ser
       Ag (aq) + I (aq) ⇄ AgI(s)
          +            -
                                    K = 1,0 x 10
                                                               16      representado pelas equações:
   a) Qual dos sais de prata é mais solúvel? Justifique.               a) I e II
                                              +
   b) Calcule a concentração de íons Ag (aq) numa                      b) I e IV
     solução saturada de AgI.                                          c) II e III
                                                                       d) II e IV
                                                                       e) III e IV

Teoria equilibrio

  • 1.
    EQUILÍBRIO QUÍMICO com que, ao ser atingido o equilíbrio, as concentrações molares das substâncias participantes permaneçam  REAÇÃO REVERSÍVEL constantes; cada transformação de moléculas reagentes em produtos é compensada por uma transformação de Reação reversível é aquela que ocorre moléculas produtos em reagentes. simultaneamente nos dois sentidos. A variação das concentrações molares dos 1 reagentes e produtos, dependendo das condições em A+B C+D que se estabeleça o equilíbrio, pode ser representada 2 por um dos seguintes diagramas: sentido 1 = reação direta sentido 2 = reação inversa ou reversa concentração molar  CARACTERÍSTICAS DO EQUILÍBRIO [A] e/ou [B] Considerando a reação reversível: 1 A+B C+D [C] e/ou [D] 2 t tempo À medida que ocorre a reação direta, as concentrações molares de A e de B diminuem (A e B [A] e/ou [B] > [C] e/ou [D] são consumidos), ao passo que as concentrações molares de C e de D aumentam (C e D são formados). Aplicando às reações direta e inversa a lei de velocidades, conclui-se que, com o passar do tempo, a velocidade da reação direta diminui enquanto que a concentração molar velocidade da reação inversa aumenta. v1 = k1.[A].[B] v2 = k2.[C].[D] [C] e/ou [D] [A] e/ou [B] diminui estas concentrações aumenta estas concentrações porque vão diminuindo porque vão aumentando t tempo [A] e/ou [B] < [C] e/ou [D] Após um tempo t, as velocidades das reações direta e inversa se igualam. Diz-se, então que a reação atingiu um estado de equilíbrio dinâmico, o equilíbrio químico. concentração molar Graficamente, tem-se: [A] e/ou [B] = [C] e/ou [D] Velocidade t tempo v2 [A] e/ou [B] = [C] e/ou [D] v1 = v2 Em qualquer condição que se estabeleça, o v1 equilíbrio químico será caracterizado por: • ocorrer em um sistema fechado ou que se 0 t Tempo comporte como tal; • apresentar reagentes e produtos, pois a reação não t = tempo no qual o equilíbrio é atingido se processa totalmente; • apresentar velocidades iguais para as reações direta e inversa; A partir do instante em que o sistema atinge o estado • apresentar constância das concentrações molares de equilíbrio químico, tem-se a impressão que a reação das substâncias participantes. cessou, pois não ocorre mais nenhuma modificação observável. No entanto, as reações direta e inversa continuam a ocorrer com velocidades iguais. Isto faz
  • 2.
     CONSTANTES DEEQUILÍBRIO 1 x A(g) + y B(g) w C(g) + t D(g) 2 Qualquer equilíbrio químico é caracterizado por uma constante de equilíbrio, a qual é obtida através da lei do equilíbrio que diz: tem-se: "O produto das concentrações molares dos produtos Kp  pCw .pDt da reação dividido pelo produto das concentrações molares dos reagentes, estando cada concentração pA x .pBy elevada a um expoente igual ao seu coeficiente na equação química considerada, é constante." onde p corresponde à pressão parcial do gás considerado, após atingido o equilíbrio. Esta constante de equilíbrio é representada por Kc e Exemplos: é denominada de constante de equilíbrio em função das concentrações molares. (pNH3)2 N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) Kp = Considerando a reação reversível: (pN2) . (pH2)3 1 x A(g) + y B(g) w C(g) + t D(g) 2 (pSO2)2 . (pO2) 2 SO3(g) 2 SO2(g) + O2(g) Kp = (pSO3)2 pela aplicação da lei do equilíbrio, obtém-se: Kc  Cw .Dt Atenção ! Ax .By • Nos equilíbrios em que existirem partici- A constante de equilíbrio é característica de cada pantes sólidos, estes não devem ser reação química e seu valor depende somente da representados na expressão da constante temperatura. de equilíbrio em função das concentrações molares (Kc), pois suas Para qualquer reação tem-se que, quanto maior o concentrações são sempre constantes. valor de Kc, maior será o rendimento ou a extensão da • Na expressão de Kp só devem ser reação, isto é, a concentração dos produtos presentes representados os componentes gasosos. no sistema será maior que a concentração dos reagentes. Caso contrário, quanto menor o valor de Kc, menor o rendimento ou a extensão da reação, ou seja, haverá maior concentração dos reagentes em relação à Observe as expressões de Kc e Kp para os de produtos. equilíbrios a seguir: Exemplos: 2 CO(g) + O2(g) ⇄ 2 CO2(g) [NH3]2 N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) Kc = [CO 2 ] 2 (pCO 2 ) 2 Kc  Kp  [N2] . [H2]3 [CO] 2 . [O 2 ] (pCO) 2 . (pO 2 ) [SO2]2 . [O2] 2 SO3(g) 2 SO2(g) + O2(g) Kc = [SO3]2 C(s) + O2(g) ⇄ CO2(g) [CO 2 ] (pCO 2 ) • Constante de equilíbrio em função das pressões Kc  Kp  parciais (Kp) [O 2 ] (pO 2 ) Quando um equilíbrio envolver gases, a constante de equilíbrio poderá ser determinada através das pressões Zn(s) + 2 HCl(aq) ⇄ ZnCl2(aq) + H2(g) parciais desses gases. Neste caso, a constante de equilíbrio é representada por Kp e é denominada de [ZnCl 2 ] . [H 2 } constante de equilíbrio em função das pressões Kc  2 Kp  (pH 2 ) parciais. [HCl] A expressão da constante de equilíbrio em função das pressões parciais (Kp) é obtida da mesma maneira • Relação entre Kc e Kp que o foi a constante de equilíbrio em função das concentrações (Kc). Para o equilíbrio: Assim, para o equilíbrio:
  • 3.
    1 x A(g) + y B(g) w C(g) + t D(g) nreagem 6,5 2 α    0,65 ou 65% ninicial 10 tem-se: Kp = Kc . (RT)n onde  CÁLCULOS DE EQUILÍBRIO Kp = constante de equilíbrio em função das pressões Exemplo 1: parciais; Kc = constante de equilíbrio em função das concentrações molares; No sistema em equilíbrio N2(g) + 3 H2(g) ⇌ 2 NH3(g), R = constante universal dos gases perfeitos; as pressões parciais de cada gás são: pN2 = 0,4 atm; T = temperatura Kelvin do equilíbrio; pH2 = 1,0 atm e pNH3 = 0,2 atm. Calcular as constantes n = variação do n.º de mols = (w + t)  (x + y) Kp e Kc para esse equilíbrio, a 27°C. (Dado: R = 0,082 atm.L/K.mol) Exemplos: Resolução: H2(g) + I2(g) ⇄ 2 HI(g) • Cálculo de Kp: n = 2 - (1 + 1) = 0 Sendo fornecidas as pressões parciais dos gases n = 0  Kp = Kc.(RT)  Kp = Kc 0 no equilíbrio, efetua-se o cálculo aplicando a lei do equilíbrio. N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) Kp  pNH 3 2  0,2 2  0,1 n = 2 - (1 + 3) = -2 pN2 pH2 3 . 0,4 1,0 3 . n = -2  Kp = Kc.(RT) -2 • Cálculo de Kc: 2 SO3(g) ⇄ 2 SO2(g) + O2(g) ∆n = 2 – (1 + 3) = -2 n = (2 + 1) - 2 = 1 ∆n  0,1 = Kc . (0,082 . 300) -2 n = 1  Kp = Kc.(RT) 1 Kp = Kc . (RT)  Kc = 60,5  GRAU DE EQUILÍBRIO () Grau de equilíbrio () de uma reação, em relação a Exemplo 2: um determinado reagente, é o quociente entre o número de mols desse reagente que realmente reagiu até o 2 mols de H2 e 1,5 mol de I2 foram colocados num equilíbrio e o número de mols inicial desse mesmo balão de 10 litros. reagente. Estabelecido o equilíbrio H2(g) + I2(g) ⇌ 2 HI(g), encontrou-se no balão 2 mols de HI. Calcular a constante de equilíbrio Kc do sistema. n.º mols que reagiram até o equilíbrio  n.º mols inicial Resolução: Transformando os números de mol fornecidos em concentrações molares, tem-se: Exemplo: • Cálculo das concentrações molares. No interior de um reator previamente evacuado, colocou-se 10 mols de SO3(g). Concentração molar inicial do H2: Após o estabelecimento do equilíbrio: n 2 mol 2 SO3(g) ⇄ 2 SO2(g) + O2(g) ♏=  = 0,2 mol/L V 10 litros observou-se que existiam 3,5 mols de SO3(g) em equilíbrio com SO2(g) e O2(g). Concentração molar inicial do I2: Calcule o grau de equilíbrio () da reação. n 1,5 mol ♏=  = 0,15 mol/L Resolução: V 10 litros • N.º mols de SO3(g) que reagem até o equilíbrio: Concentração molar, no equilíbrio do HI: n 2 mol n reagem = n inicial - n equilíbrio = 10 - 3,5 = 6,5 ♏=  = 0,2 mol/L V 10 litros • Grau de equilíbrio ():
  • 4.
    • Cálculo daconstante de equilíbrio Kc. O enunciado da questão diz que 40% de PCℓ5 se dissocia (é consumido). Isto corresponde a 0,4 mol/L. Com base nos dados, se constrói uma tabela que irá Portanto, na linha reação,coloca-se esse valor e, auxiliar na dedução das concentrações molares, no observando a proporção dada pelos coeficientes da equilíbrio, de todas as espécies participantes. equação (1:1:1), se deduz as concentrações de PCℓ 3 e de Cℓ2 que se formam até o equilíbrio ser atingido. H2 + I2 ⇄ 2 HI Início 0,2 0,15 0 PCℓ5 ⇄ PCℓ3 + Cℓ2 reação Início 1 0 0 equilíbrio 0,2 reação −0,4 +0,4 +0,4 Se, no início, a concentração do HI era nula e no equilíbrio 0,6 0,4 0,4 equilíbrio há 0,2 mol/L, conclui-se que esta substância Na linha do equilíbrio estão as concentrações molares foi formada na reação. Observando a proporção dada necessárias para o cálculo de Kc. pelos coeficientes da equação (1:1:2), para formar 0,2 mol/L de HI houve o consumo de 0,1 mol/L de H2 e 0,1 Substituindo estes valores na expressão matemática de mol/L de I2. Kc, tem-se: Colocando estas concentrações na linha reação, tem- [PC  3 ].[C  2 ] 0,4.0,4 se: Kc    0,27 [PC  5 ] 0,6 H2 + I2 ⇄ 2 HI Início 0,2 0,15 0  DESLOCAMENTO DO EQUILÍBRIO QUÍMICO reação −0,1 −0,1 +0,2 O estado de equilíbrio de uma reação pode sofrer equilíbrio 0,1 0,05 0,2 modificações em função dos fatores de equilíbrio a que está submetido o sistema. Os fatores que provocam Na linha do equilíbrio estão as concentrações molares essa alteração são a concentração dos participantes, necessárias para o cálculo de Kc. a pressão e a temperatura. Substituindo estes valores na expressão matemática de O efeito provocado pela alteração de qualquer um Kc, tem-se: dos fatores de equilíbrio é regido pelo Princípio de Le [HI] 2 (0,2) 2 Chatelier, que estabelece: Kc   8 [H 2 ].[I 2 ] (0,1).(0,0 5) “Quando se exerce uma ação num sistema em equilíbrio, este se desloca no sentido da reação que neutraliza Exemplo 3: essa ação”. Aqueceram-se dois mols de pentacloreto de fósforo Baseado neste princípio é possível prever os efeitos num recipiente fechado com capacidade de 2 litros. de ações impostas a um sistema em equilíbrio. Atingido o equilíbrio, o pentacloreto de fósforo se encontra 40% dissociado em tricloreto de fósforo e • Influência da concentração dos participantes cloro. Calcular a constante de equilíbrio Kc do sistema. Regra geral: Resolução: desloca o equilíbrio • Cálculo da concentração molar inicial do PCℓ5. adição de uma no sentido que irá substância consumi-la n 2 mol (lado oposto) ♏=  = 1 mol/L V 2 litros desloca o equilíbrio Com base nos dados, se constrói uma tabela que irá retirada de uma no sentido que irá auxiliar na dedução das concentrações molares, no substância refazê-la equilíbrio, de todas as espécies participantes. (mesmo lado) PCℓ5 ⇄ PCℓ3 + Cℓ2 Supondo a reação em equilíbrio: Início 1 0 0 N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) reação A adição de uma certa quantidade de N2(g) ao reator equilíbrio que contém o equilíbrio, aumentará a concentração desta substância e isto provocará um deslocamento No início, as concentrações de são nulas. deste equilíbrio para a direita (lado oposto daquele onde
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    se encontra oN2(g), ou seja, no sentido da reação que 1 H2(g) + 1 I2(g) 2 HI(g) consome o N2(g)). 2 volumes 2 volumes N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) não ocorre variação de volume. Neste caso, a pressão não afetará o estado de equilíbrio da reação. A retirada de uma certa quantidade de N2(g) do reator que contém o equilíbrio, diminuirá a concentração desta • Influência da temperatura substância e isto provocará um deslocamento deste equilíbrio para a esquerda (mesmo lado em que se Regra geral: encontra o N2(g), ou seja, no sentido da reação que refaz o N2(g)). aumento da desloca o equilíbrio no temperatura sentido endotérmico N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) diminuição da desloca o equilíbrio no temperatura sentido exotérmico • Influência da pressão Regra geral: Supondo a reação em equilíbrio: aumento desloca o equilíbrio N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) H = -92 kJ da no sentido de pressão menor volume A H que acompanha a equação está associada à reação direta. diminuição desloca o equilíbrio Portanto, a reação direta é exotérmica e a inversa é da no sentido de endotérmica. pressão maior volume exot. N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) endot. Supondo a reação em equilíbrio: Se a temperatura do sistema for aumentada, o 1 N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) equilíbrio se deslocará para a esquerda (sentido endotérmico). 1 volume 3 volumes 2 volumes N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) 4 volumes 2 volumes Se a temperatura do sistema for diminuída, o Observe que os coeficientes dos gases da equação equilíbrio se deslocará para a direita (sentido balanceada nos fornecem a relação em volume entre exotérmico). esses gases. N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) Se a pressão sobre este equilíbrio for aumentada, ocorrerá deslocamento para a direita (sentido de menor volume). EXERCÍCIOS DE SALA N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) 01. (UFPB) Numa reação química, o equilíbrio é observado quando: a) O número de mols dos reagentes é igual ao Se a pressão sobre este equilíbrio for diminuída, número de mols dos produtos. ocorrerá deslocamento para a esquerda (sentido de b) A temperatura do sistema reacional fica maior volume). constante. c) As velocidades das reações direta e inversa são N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) iguais. d) Os reagentes são totalmente consumidos. e) As reações direta e inversa ocorrem Observação: simultaneamente. Quando o volume total do sistema permanecer 02. (CEFET – PR) Com relação ao equilíbrio químico, constante, a variação da pressão não afetará o estado afirma-se: de equilíbrio desse sistema. I. O equilíbrio químico só pode ser atingido em sistemas fechados (onde não há troca de No equilíbrio: matéria com o meio ambiente). II. Num equilíbrio químico, as propriedades macroscópicas do sistema (concentração,
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    densidade, massa ecor) permanecem constantes. 07. Calcule a constante de equilíbrio Kc para a reação III. Num equilíbrio químico, as propriedades 2 SO2(g) + O2(g) ⇄ 2 SO3(g) sabendo que, nas macroscópicas do sistema (colisões entre condições de temperatura e pressão em que se moléculas, formação de complexos ativados e encontra o sistema, existem as seguintes transformações de uma substâncias em outras) concentrações dos compostos no equilíbrio: [SO 3] = permanecem em evolução, pois o equilíbrio é 0,1 mol/L; [O2] = 1,5 mol/L e [SO2] = 1,0 mol/L. dinâmico. É (são) correta(s) a(s) afirmação(ões): a) Somente I e II. b) Somente I e III. c) Somente II e III. d) Somente I. 08. O pentacloreto de fósforo é um reagente muito e) I, II e III. importante em Química Orgânica. Ele é preparado em fase gasosa através da reação: 03. (PUC-PR) O gráfico relaciona o número de mols de PCℓ3(g) + Cℓ2(g) ⇄ PCℓ5(g). M e P à medida que a reação: mM + nN ⇄ pP + qQ Um frasco de 3,00 L contém as seguintes se processa para o equilíbrio: o quantidades em equilíbrio, a 200 C: 0,120 mol de PCℓ5; 0,600 mol de PCℓ3 e 0,0120 mol de Cℓ2. número de mols Calcule o valor da constante de equilíbrio, em -1 (mol/L) , a essa temperatura. P M 09. Um equilíbrio envolvido na formação da chuva to t1 t2 tempo ácida está representado pela equação: 2 SO2(g) + O2(g) ⇄ 2 SO3(g). De acordo com o gráfico, é correto afirmar: Em um recipiente de 1 litro, foram misturados 6 a) em t1, a reação alcançou o equilíbrio; mols de SO2 e 5 mols de O2. Depois de algum b) no equilíbrio, a concentração de M é maior que tempo, o sistema atingiu o equilíbrio; o número de a concentração de P; mols de SO3 medido foi 4. Calcule a constante de c) em t2, a reação alcança o equilíbrio; equilíbrio Kc dessa reação. d) no equilíbrio, as concentrações de M e P são iguais; e) em t1, a velocidade da reação direta é igual à velocidade da reação inversa. 04. Escreva as expressões matemáticas das 10. Um método proposto para coletar energia solar constantes de equilíbrio Kc e Kp dos seguintes consiste na utilização dessa energia para aquecer, o equilíbrios em fase gasosa. a 800 C, trióxido de enxofre, SO3, ocasionando a a) H2 + I2 ⇄ 2 HI reação: 2 SO3(g) ⇄ 2 SO2(g) + O2(g). Os compostos SO2(g) e O2(g), assim produzidos, são introduzidos b) 2 H2 + S2 ⇄ 2 H2S em um trocador de calor de volume correspondente a 1,0 L e se recombinam produzindo SO3 e liberando calor. Se 5,0 mols de SO3 sofre 60% de c) 2 N2H4 + 2 NO2 ⇄ 3 N2 + 4 H2O dissociação nessa temperatura, marque o valor correto de Kc. a) 1,1 05. (UFPE) Considere o sistema em equilíbrio: b) 1,5 2 HI(g) ⇄ H2(g) + I2(g) Kc = 0,02 c) 3,4 Qual a constante de equilíbrio da reação inversa d) 6,7 nas mesma condições? e) 9,0 11. (VUNESP) O hidrogênio pode ser obtido do o 06. (UECE) a 1.200 C, Kc é igual a 8 para a reação: metano, de acordo com a equação química em NO2(g) ⇄ NO(g) + ½ O2(g). equilíbrio: Calcule Kc para: 2 NO2(g) ⇄ 2 NO(g) + O2(g). CH4(g) + H2O(g) ⇄ CO(g) + 3 H2(g). A constante de equilíbrio (Kp) dessa reação é igual a 0,20 a 900 K. Numa mistura dos gases em equilíbrio a 900 K, as pressões parciais de CH4(g) e
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    de H2O(g) sãoambas iguais a 0,40 atm e a pressão b) é desfavorecida pelo aumento da pressão total parcial de H2(g) é de 0,30 atm. exercida sobre o sistema. a) Escreva a expressão da constante de equilíbrio. c) não é afetada pelo aumento da pressão parcial de SO3. d) tem seu rendimentos aumentado quando o equilíbrio é estabelecido em presença de um b) Calcule a pressão parcial de CO(g) no equilíbrio. catalisador. e) é exotérmica. TESTES DE VESTIBULARES 12. (PUC – SP) No equilíbrio N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) -3 -2 o verifica-se que Kc = 2,4 x 10 (mol/L) a 727 C. 01. (UFRGS) Uma reação química atinge o equilíbrio Qual o valor de Kp, nas mesmas condições físicas? quando: -2 -1 -1 (R = 8,2 x 10 atm.L.K .mol ). a) ocorre simultaneamente nos sentidos direto e inverso. b) as velocidades das reações direta e inversa são iguais. c) os reagentes são totalmente consumidos. d) a temperatura do sistema é igual à do ambiente. 13. Qual o efeito produzido sobre o equilíbrio e) a razão entre as concentrações dos reagente e 2 NO(g) + O2(g) ⇄ 2 NO2(g) H < 0 produtos é unitária. quando se provoca: 02. (ACAFE-SC) Dado o sistema a) aumento da concentração de NO? N2 + 3 H2 ⇄ 2 NH3, a constante de equilíbrio é: b) diminuição da concentração de O2? [N2] . [H2] 3 [NH3] 3 a) Kc = b) Kc = c) diminuição da concentração de NO2? [NH3] 2 [N2] . [H2] d) diminuição da pressão total? [NH3] [NH3] 2 c) Kc = d) Kc = [N2] 2 [H2] . [N2] . [H2] 3 e) aumento da temperatura? [2 NH3] e) Kc = [N2] . [3 H2] 14. (UFRJ) A reação de síntese do metanol a partir do monóxido de carbono e hidrogênio é: CO(g) + 2 H2(g) ⇄ CH3OH(g) 03. (UFMG) Considere a reação hipotética o v1 Admita que a entalpia padrão (H ) dessa reação A+B C+D -1 v2 seja constante e igual a −90 kJ.mol de metanol formado e que a mistura reacional tenha Considere também o gráfico da velocidade em comportamente de gás ideal. função do tempo dessa reação. A partir de um sistema inicialmente em equilíbrio, Velocidade explique como aumentos independentes de temperatura e pressão afetam o equilíbrio dessa reação. _________________________________________ v1 _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ v2 _________________________________________ _________________________________________ 0 _________________________________________ x y Tempo 15. (VUNESP) Em uma das etapas da fabricação do Com base nessas informações, todas as afirmativas ácido sulfúrico ocorre a reação estão corretas, exceto: a) no instante inicial, a velocidade v1 é máxima. SO2(g) + ½ O2(g) ⇄ SO3(g). b) no instante inicial, as concentrações de C e D são Sabendo-se que as constantes de equilíbrio da nulas. reação diminuem com o aumento da temperatura, e c) no instante x, as concentrações dos reagentes e que o processo de fabricação do ácido sulfúrico produtos são as mesmas. ocorre em recipiente fechado, conclui-se que a d) no instante x, a velocidade v2 é máxima. reação acima: e) no instante x, as concentrações de A e B são as a) é favorecida pelo aumento do volume do mesmas que no instante y. recipiente.
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    04. (PUC-PR) Atingidoo equilíbrio químico na reação: H2(g) + I2(g) 2 HI(g) 01) A reação somente se processará se os reagentes estiverem exatamente nas proporções dadas pela equação. medimos os valores das constantes de equilíbrio, em 02) Para cada molécula de N 2 consumida, são função das concentrações molares (Kc) e em função necessárias três moléculas de H2, produzindo das pressões parciais (Kp). Em conseqüência, duas moléculas de NH3. teremos: 04) Para cada mol de H2, é necessário 1/3 de mol de a) sempre Kc = Kp; N2. b) sempre Kc > Kp; 08) A reação é muito lenta e necessita de catalisador c) sempre Kc < Kp; para ser acelerada. d) Kc  Kp, dependendo da temperatura; 16) Se a reação se processar em recipiente fechado e) Kc  Kp, dependendo da temperatura. e se, inicialmente, estiverem presentes um mol de N2 e três mols de H2, no final da reação teremos somente moléculas de amônia. 05. (PUCCAMP-SP) Indique o único sistema, em equilíbrio, cujo valor de constante, em pressões 09. (UFRJ) 0,10 mol de H2 e 1,24 mol de HI foram parciais, é o mesmo do medido em mols/litro: colocados em um balão de 10 litros no qual se fez previamente o vácuo e aquecidos a 425°C por a) 2 NH3(g) ⇄ N2(g) + 3 H2(g) algumas horas; depois de arrefecido, seu conteúdo b) C(s) + H2O(g) ⇄ CO(g) + H2(g) foi analisado, tendo sido encontrados os seguintes c) CO(g) + Cl2(g) ⇄ COCl2(g) valores: H2 = 0,20 mol I2 = 0,10 mol HI = 1,04 mol d) CO(g) + H2O(g) ⇄ CO2(g) + H2(g) A constante de equilíbrio do sistema, considerando a e) PCl5(g) ⇄ PCl3(g) + Cl2(g) reação H2 + I2 ⇄ 2 HI é: a) 0,54 06. (CESGRANRIO-RJ) Assinale, entre as opções b) 5,4 abaixo, a razão Kp/Kc relativa à reação c) 54 2 NaHCO3(s) ⇄ Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g) d) 0,52 a) 1 e) 5,2 b) RT -2 c) (RT) 10. (FUVEST-SP) O equilíbrio de dissociação do H2S 2 d) (RT) gasoso é representado pela equação 3 e) (RT) 2 H2S(g) ⇄ 2 H2(g) + S2(g). 07. (VUNESP-SP) Estudou-se a cinética da reação 3 Em um recipiente de 2,0 dm estão em equilíbrio 1,0 S(s) + O2(g)  SO2(g) mol de H2S, 0,20 mol de H2 e 0,80 mol de S2. realizada a partir de enxofre e oxigênio em um Qual o valor da constante de equilíbrio Kc? sistema fechado. Assim, as curvas I, II e III do gráfico a) 0,016 representam as variações das concentrações dos b) 0,032 componentes com o tempo desde o momento da c) 0,080 mistura até o sistema atingir o equilíbrio. d) 12,5 Mol/L e) 62,5 III 11. (UFPR) Temos representadas no gráfico as concen- trações dos reagentes e produtos de uma reação do II tipo A + B ⇄ C + D I ocorrendo no sentido à direita a partir do tempo zero. Tem-se sempre [A] = [B] e [C] = [D], estando estes tempo valores representados no gráfico. Concentração (mol/L) As variações das concentrações de S, de O2 e de 10 SO2 são representadas, respectivamente, pelas curvas: 8 ................................................. a) I, II e III b) II, III e I 6 ................................................. c) III, I e II 4 d) I, III e II e) III, II e I 2 ................................................. 8. (UFPR) Quais das informações abaixo podem ser Tempo extraídas apenas pelo exame da equação Calcular a constante de equilíbrio Kc da reação. N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) ? 12. (PUC-SP) Um mol de H2 e um mol de Br2 são co- locados em um recipiente de 10 L de capacidade, a
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    575°C. Atingindo-se oequilíbrio, a análise do homogêneo e em temperatura tal que o PCℓ5 esteja sistema mostrou que 0,20 mol de HBr está presente. 80% dissociado. A constante de equilíbrio para esse Calcule o valor de Kc, a 575°C, para a reação sistema é: H2(g) + Br2(g) ⇄ 2 HBr(g). a) 0,48 mol/L b) 0,82 mol/L 13. (FUVEST-SP) Na reação de esterificação c) 1,65 mol/L d) 3,20 mol/L etanol(l) + ácido acético(l) ⇄ acetato de etila(l) + água(l) e) 6,40 mol/L quando se parte de 1 mol de cada um dos reagentes puros, o equilíbrio se estabelece formando 2/3 mol 19. (FAAP-SP) Sob determinadas condições, um mol de de éster. Calcule o valor da constante de equilíbrio HI gasoso encontra-se 20% dissociado em H2 e I2, Kc da reação. segundo a equação de reação: 14. (MED POUSO ALEGRE-MG) A constante de 2 HI(g) ⇄ H2(g) + I2(g). O valor da constante de equilíbrio da reação (em equilíbrio Kc da reação A + B ⇄ C + D é igual a 9. termos de concentrações) é, aproximadamente, igual Se 0,4 mol de A e 0,4 mol de B forem postos a a: reagir, o número de mols de D formado é: a) 1,25 . 10 -1 a) 0,30 b) 2,5 . 10 -1 b) 0,60 c) 4 c) 0,40 d) 80 d) 0,36 e) 1,56 . 10 -2 e) 0,18 20. (PUC-SP) Um mol da substância A2 é colocado num 15. (UFSE) A 250°C, PCl5 se decompõe em PCℓ3 e Cℓ2. recipiente de 1 litro de capacidade e, aquecido a -4 Quando se estabelece o equilíbrio, [PCℓ5] =4.10 22°C, sofre a dissociação: mol/L. Qual o valor de [PCℓ3]? A2(g) ⇄ 2 A(g). (Dados: a 250°C a constante de equilíbrio da reação Medindo-se a constante de dissociação térmica, nessa temperatura, encontrou-se o valor Kc = 4 PCℓ5(g) ⇄ PCℓ3(g) + Cℓ2(g) vale 4.10 ) -2 3 mols/litro. a) 4.10 mol/L Conseqüentemente, o grau de dissociação térmica 2 b) 4.10 mol/L de A2, na temperatura da experiência, vale -1 c) 4.10 mol/L aproximadamente: -2 d) 4.10 mol/L a) 20% -3 e) 4.10 mol/L b) 40% c) 60% (CESCEM-SP) Para responder às questões 16 e 17, d) 80% utilize os dados abaixo: e) 100% A reação A +B ⇄ C + D foi estudada em cinco temperaturas bem distintas. As constantes de 21. (USP-SP) Aumentando a pressão no sistema equilíbrio encontradas estão relacionadas a seguir: gasoso -2 K1 = 1,00 x 10 à temperatura T1 H2 + I2 ⇄ 2 HI K2 = 2,25 à temperatura T2 a) o equilíbrio desloca-se no sentido da formação de K3 = 1,00 à temperatura T3 HI. K4 = 81,0 à temperatura T4 b) o equilíbrio desloca-se no sentido da decom- -1 K5 = 4,00 x 10 à temperatura T5 posição de HI. 16. A que temperatura ocorrerá a maior transformação c) o equilíbrio não se altera. de A e B em C e D quando o equilíbrio for atingido? d) o valor da constante de equilíbrio aumenta. a) T1 e) o valor da constante de equilíbrio diminui. b) T2 c) T3 22. (PUC-PR) Consideremos o equilíbrio a 1000°C: d) T4 e) T5 2 CO(g) + O2(g) ⇄ 2 CO2(g) H = -130 kcal Devemos esperar um aumento na quantidade de 17. Se as concentrações de A e B fossem iguais, a que monóxido de carbono quando: temperatura todas as quatro substâncias estariam a) a temperatura aumentar e a pressão aumentar. presentes no equilíbrio com concentrações iguais? b) a temperatura diminuir e a pressão diminuir. a) T1 c) a temperatura diminuir e a pressão aumentar. b) T2 d) a temperatura aumentar e a pressão diminuir. c) T3 e) somente com adição de catalisadores especiais. d) T4 e) T5 23. (PUC-PR) Considere o sistema em equilíbrio: N2(g) + 3 H2(g) ⇄ 2 NH3(g) H = -22 kcal. 18. (UFPA) Em um recipiente de 1 litro, colocou-se 1,0 A melhor maneira de aumentar o rendimento de NH3 mol de PCℓ5. Suponha o sistema é: PCℓ5 ⇄ PCℓ3 + Cℓ2, a) aumentar a temperatura.
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    b) aumentar apressão. Exemplos: c) juntar um catalisador. d) adicionar um gás inerte. • Ionização do ácido cianídrico: e) aumentar o volume do reator. [H  ] . [CN  ] HCN ⇄ H + CN Ka  + - [HCN] 24 (PUC-PR) Os seguintes fatores podem deslocar um sistema em equilíbrio químico, exceto um: • Ionização do ácido sulfídrico: a) pressão total. b) temperatura. [H  ] . [HS  ] 1.ª etapa: H2S ⇄ H + HS Ka 1  + - c) concentração de um participante da reação. [H 2 S] d) catalisador. e) pressão parcial de um participante da reação. [H  ] . [S 2- ] 2.ª etapa: HS ⇄ H + S Ka 2  - + 2- [HS - ] 25. (UFSC) Dada a reação: Para as bases, a constante de ionização é freqüente- mente representada por Kb. 2 NO2(g) ⇄ N2O4(g) H = -14,1 kcal, qual das alterações abaixo aumenta a concentração Exemplos: molecular do produto? 01) Aumento da temperatura. • Ionização da amônia: 02) Aumento da concentração de NO2. NH3 + H2O ⇄ NH4 + OH + - 04) Diminuição da temperatura. 08) Diminuição da pressão. 16) Adição de um catalisador.  [NH 4 ] . [OH  ] Ki  [NH 3 ] . [H 2 O] A concentração molar da água é considerada constante e, sendo assim, pode-se fazer: EQUILÍBRIO IÔNICO  [NH 4 ] . [OH  ] Equilíbrio iônico é um caso particular de Ki . [H 2 O]  [NH 3 ] equilíbrio químico que envolve a participação de íons. Exemplos: sendo Ki . [H2O] = Kb obtém-se: • Ionização do HCN (ácido fraco)  [NH 4 ] . [OH  ] HCN ⇄ H + CN + - Kb  [NH 3 ] • Ionização do NH3 (base fraca) Este exemplo mostra que a concentração molar da NH3 + H2O ⇄ NH4 + + OH - água é omitida na expressão da constante de ionização. Um equilíbrio iônico é caracterizado através do grau de ionização () e da constante de ionização(Ki). Importante: a constante de ionização depende apenas da temperatura.  GRAU DE IONIZAÇÃO OU DE DISSOCIAÇÃO  LEI DA DILUIÇÃO DE OSTWALD IÔNICA () Relaciona constante de ionização (Ki), grau de ionização () e concentração molar (♏). n.º mols ionizados α Considerando a solução aquosa de um monoácido n.º mols inicial HA de concentração molar ♏ mol/L e sendo  o grau de ionização desse ácido, tem-se:  CONSTANTE DE IONIZAÇÃO OU DE ⇄ + - HA H + A DISSOCIAÇÃO (Ki) Início ♏ mol/L zero zero A constante de ionização ou de dissociação (Ki) é Ionização ♏ ♏ ♏ obtida pela aplicação da lei de velocidades ao equilíbrio mol/L mol/L mol/L iônico. ♏-♏ mol/L Equilíbrio ou ♏ ♏ Para os ácidos, a constante de ionização é freqüen- temente representada por Ka. ♏.(1 - ) mol/L mol/L mol/L
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    temperatura, ao passoque aquela, além da Efetuando o cálculo da constante de ionização (Ki), temperatura, depende também da concentração da tem-se: solução. [H  ] . [A  ] ♏ . ♏ Como regra geral, pode-se estabelecer que: Ki   [HA] ♏.(1 - )   força ou  Ki  força 2 ♏. Ki = (1 – ) Exemplos de constantes de ionização de ácidos, a 25°C: Esta é a expressão matemática da Lei da Diluição de Ác. clorídrico: HCl Ka muito alto Ostwald. Ác. sulfúrico: H2SO4 Ka1 muito alta -2 Ka2 = 1,9 x 10 Para ácidos e bases fracos o valor de  é muito Ác. Sulfuroso: H2SO3 Ka1 = 1,7 x 10 -2 pequeno ( < 5%), podendo se admitir que (1  ) é, Ka2 = 6,3 x 10 -8 aproximadamente igual a 1. Assim: Ác. fosfórico: H3PO4 Ka1 = 6,9 x 10 -3 -8 Ka2 = 6,2 x 10 Ki = ♏ .  2 -13 Ka3 = 4,7 x 10 -5 Ác. acético: CH3COOH Ka = 1,8 x 10 -10 Esta expressão nos mostra que, sendo Ki constante Ác. cianídrico: HCN Ka = 5,0 x 10 a dada temperatura, ao se diluir a solução de um ácido fraco ou de uma base fraca (diminuir a concentração Observações: molar ♏), o valor de  aumenta. • Quanto maior a constante de ionização (Ka) de um Portanto: + ácido, maior a [H ] e mais acentuadas serão as propriedades ácidas da solução. Quando se dilui um ácido ou base fracos, o • Os poliácidos ionizam em tantas etapas quantos seu grau de ionização ou de dissociação () são os hidrogênios ionizáveis presentes em sua aumenta. molécula, sendo que cada etapa possui sua constante de ionização. Tais constantes são representadas por Este é o enunciado da Lei da Diluição de Ostwald. Ka1, Ka2, Ka3, etc. Observa-se que a ordem de grandeza dessas Através da expressão matemática da Lei da Diluição constantes de ionização é: de Ostwald, pode-se efetuar cálculos envolvendo Ki,  e Ka1 > Ka2 > Ka3 > ..... ♏. Exemplos de constantes de dissociação de bases, a Exemplo: 25°C: O grau de ionização da amônia, NH3, em solução 1 Hidróxido de amônio: NH4OH Kb = 1,8 x 10-5 Hidróxido de metilamônio: CH3NH3OH Kb = 5,0 x 10-4 mol/L, é 0,40% a 20°C. A constante de ionização da Hidróxido de dimetilamônio: (CH3)2NH2OH Kb = 7,4 x 10-4 amônia, nesta temperatura é, aproximadamente, igual a: Hidróxido de trimetilamônio: (CH3)3NHOH Kb = 7,4 x 10-5 -1 a) 1,6 x 10 Hidróxido de etilamônio: C2H5NH3OH Kb = 5,6 x 10-4 -1 b) 4,0 x 10 -3 c) 1,0 x 10 Quanto maior a constante de dissociação (Kb) de -3 - d) 4,0 x 10 uma base, maior a [OH ] e mais acentuadas as -5 e) 1,6 x 10 propriedades básicas da solução. Resolução: • Potencial de Ionização (pKi) Dados: ♏ = 1 mol/L; % = 0,4% →  = 4 . 10 -3 Aplicando a expressão matemática da Lei da Considerando-se que os valores de Ki são muito pe- Diluição de Ostwald, tem-se: quenos, é usual expressá-lo através de logaritmos, 2 Ki = ♏. /(1-) segundo a expressão: Como  < 5%, pode-se admitir que (1 - ) = 1. Portanto: pKi =  log Ki -3 2 Ki = 1 . (4 . 10 ) Ki = 1,6 x 10 -5 Exemplos: A alternativa “e” é a correta. ácido Ka pKa -10  FORÇA DE ELETRÓLITOS HCN 5 x 10 -3 9,3 1.º 6,9 x 10 2,2 -8 A força de um eletrólito é determinada pelo seu grau H3PO4 2.º 6,2 x 10 7,2 -13 de ionização ou pela sua constante de ionização, sendo 3.º 4,7 x 10 12,3 esta a grandeza mais segura, pois depende apenas da
  • 12.
    base Kb pKb 03. Um determinado produto de limpeza, de uso -5 -3 NH4OH 1,8 x 10 4,7 doméstico, é preparado a partir de 2,5 x 10 mol de -4 o H3CNH3OH 5,0 x 10 3,3 NH3 para cada litro do produto. A 25 C, esse Observa-se que: produto contém, dentre outras espécies químicas, -4 - 1,0 x 10 mol de OH (aq). Considere-se que a equação de ionização da amônia em água é:  Ki  pKi  força NH3(g) + H2O(ℓ) ⇄ NH4 (aq) + OH (aq). + - Calcular, em porcentagem, o grau de ionização da amônia nesse produto.  EFEITO DO ÍON COMUM Efeito do íon comum é uma aplicação do Princípio de Le Chatelier ao equilíbrio iônico. O ácido acético, H3CCOOH, é um ácido fraco. Na solução aquosa deste ácido existe o equilíbrio: H3CCOOH ⇄ H + H3CCOO + - 04. Calcular a concentração molar de uma solução de ácido cianídrico sabendo-se que este ácido está Se à solução adicionarmos o sal acetato de sódio, 0,01% ionizado e que sua constante de ionização, -10 que tem íon acetato em comum com o ácido, o sal se na mesma temperatura, é 7,2 x 10 . dissociará completamente,  Na + H3CCOO + - + - Na H3CCOO - aumentado a concentração de íons H3CCOO . Para minimizar o efeito do aumento na concentração 05. Frutas cítricas, como o limão e a laranja, possuem do íon acetato, o equilíbrio é deslocado para a ácido cítrico e ácido ascórbico (vitamina C). A o esquerda, constante de ionização, a 25 C, do ácido cítrico é 8 -4 -5 x 10 e a do ácido ascórbico é 8 x 10 . Com + - H3CCOOH H + H3CCOO relação a esses dados, analise as afirmações abaixo. Assinale (V) se a afirmação for verdadeira e reprimindo a ionização do ácido acético. (F) se for falsa. ( ) O ácido cítrico é mais forte que o ácido Como conseqüência, diminui o grau de ionização ascórbico. do ácido acético. ( ) Em soluções de mesma concentração molar o + dos dois ácidos, a 25 C, a [H ] é maior na Do exposto, conclui-se que: solução de ácido ascórbico. -5 o ( ) O ácido acético (Ka = 2 x 10 , a 25 C) é mais Efeito do íon comum é a diminuição do grau forte que os ácidos cítrico e ascórbico. de ionização () de um eletrólito fraco por -4 ( ) O ácido fluorídrico (Ka = 7 x 10 , a 25 C) é o ação de um sal que com ele tem um íon em mais fraco que o ácido cítrico e mais forte que comum. o ácido ascórbico. ( ) A ordem crescente de força entre os ácidos citados é: acético < ascórbico < fluorídrico < cítrico. EXERCÍCIOS DE SALA 06. Numa solução aquosa de ácido cianídrico ocorre o o seguinte equilíbrio: 01. A 25 C, o grau de ionização do ácido acético, em HCN(aq) ⇄ H (aq) + CN (aq). -2 -1 + - solução 2 x 10 mol.L , é 3%. Calcular a constante de ionização, Ka, do ácido acético, naquela Que efeito provoca nesse equilíbrio a adição de temperatura. NaCN(s)? Justifique sua resposta. _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ _________________________________________ o 02. A 25 C, a constante de ionização do ácido _________________________________________ -4 fluorídrico é 7 x 10 . Calcular, em porcentagem, o grau de ionização desse ácido em uma solução 07. (Fuvest – SP) No vinagre ocorre o seguinte -1 1,75 mol.L , naquela temperatura. equilíbrio: H3C-COOH ⇄ H + H3C-COO . + - Que efeito provoca nesse equilíbrio a adição de uma substância básica? Justifique sua resposta. _________________________________________ _________________________________________
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    _________________________________________ _________________________________________ 06. (FEI-SP) Uma solução 0,01 mol/L de um monoácido _________________________________________ está 4,0 % ionizada. A constante de ionização desse _________________________________________ ácido é: -3 a) 16,6 x 10 -5 b) 1,6 x 10 -5 c) 3,3 x 10 -5 TESTES DE VESTIBULAR d) 4,0 x 10 -6 e) 3,0 x 10 01. Uma solução de ácido fraco HCℓO foi analisada verificando-se, no equilíbrio, a existência das seguintes concentrações: + -4 [H ] = 1,78 x 10 mol/L 07. (FEI-SP) A constante de equilíbrio Ka dos ácidos - -4 [CℓO ] = 1,78 x 10 mol/L HA, HB e HC, a 25°C, são, respectivamente, 1,8 x -5 -8 -4 [HCℓO] = 1,00 mol/L 10 , 5,7 x 10 e 1,8 x 10 . A ordem crescente de A constante de ionização do ácido HClO é igual a: força desses ácidos é: -4 a) 3,56 x 10 a) HB < HA < HC -8 b) 3,56 x 10 b) HC < HA < HB -8 c) 3,17 x 10 c) HB < HC < HA -4 d) 1,78 x 10 d) HC < HB < HA -4 e) 3,17 x 10 e) HA < HB < HC 02. Ao realizar-se a ionização H2S(aq) ⇄ H (aq) + HS (aq) + - A tabela a seguir contém dados para a resolução das os verificou-se que, no equilíbrio, que: questões de n. 08 a 10. - [HS ] = 0,1 mol/L [H2S] = 0,4 mol/L Reação Ka I. H3CCOOH + H2O ⇄ H3O + H3CCOO + - -5 O valor da constante de ionização na temperatura 1,8 x 10 -7 em que a experiência foi realizada é 1 x 10 . II. HCOOH + H2O ⇄ H3O + HCOO + - 1,8 x 10 -4 Nas condições da experiência, a concentração molar III. H2S + H2O ⇄ H3O + HS + - -8 + do H é: 9,0 x 10 IV. HF + H2O ⇄ H3O + F -1 + - -4 a) 1 x 10 mol/L 6,8 x 10 -3 b) 2 x 10 mol/L V. H3PO4 + H2O ⇄ H3O + H2PO4 + - 4,4 x 10 -7 -3 c) 3 x 10 mol/L -7 d) 4 x 10 mol/L 08. (UFSC) O ácido mais ionizado é: -9 e) 5 x 10 mol/L a) IV -2 b) V 03. (UFGO) Uma solução 2 x 10 mol/L de ácido c) III acético tem um grau de ionização 0,03 a uma dada d) I temperatura. A sua constante de ionização (Ka) e) II nesta temperatura é: -2 a) 4,50 x 10 09. (UFSC) O ácido mais fraco é: -5 b) 1,75 x 10 a) III -4 c) 1,75 x 10 b) V -5 d) 1,80 x 10 c) I -5 e) 2,80 x 10 d) II e) IV 04. (CESCEM-SP) Uma solução 0,05 mol/L de um ácido fraco HA é 0,1% ionizada. Qual é, aproximadamente, 10. (UFSC) Os ácidos são (não necessariamente na a sua constante de ionização? ordem): -8 a) fosfórico, sulfídrico, metanóico, fluorídrico e a) 5 x 10 -7 etanóico. b) 5 x 10 -6 b) fluorídrico, etanóico, fórmico, sulfuroso e c) 5 x 10 -5 fosforoso. d) 5 x 10 -3 c) fórmico, acético, sulfúrico, fosforoso e fluórico. e) 5 x 10 d) fluoroso, fórmico, fosfórico, sulfídrico e acético. 05. (PUC-SP) Um monoácido fraco tem constante de e) acético, fluorídrico, sulfuroso, fórmico e fosforoso. -9 ionização igual a 10 em temperatura ambiente. Este ácido, numa solução decimolar, terá grau de As questões de n. os 11 e 12 referem-se aos ionização aproximadamente igual a: seguintes ácidos e suas correspondentes constantes a) 1% de ionização, a 25°C. b) 0,1% c) 0,01% ácido cianídrico 4,0 x 10 -10 d) 0,001% ácido propiônico 1,3 x 10 -5 e) 0,0001% ácido acético 1,8 x 10 -5
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    -4 ácido fórmico 1,8 x 10 A ordem de grandeza das constantes de ionização -4 ácido fluorídrico 6,7 x 10 K1, K2 e K3 será: a) K3 > K2 > K1 11. (UEL-PR) Dentre eles, quantos são ácidos b) K1 = K2 = K3 carboxílicos? c) K1 > K2 > K3 a) 1 b) 2 c) 3 d) K1 > K3 > K2 d) 4 e) 5 e) K2 > K1 > K3 12. (UEL-PR) Dentre eles, o mais forte e o menos 17. (PUC-SP) Tem-se uma solução de ácido acético, + - ionizado são, respectivamente: HAc, onde há íons H (aq) e Ac (aq) em equilíbrio com a) cianídrico e propiônico HAc não dissociado. b) cianídrico e fluorídrico Se adicionarmos acetato de sódio, NaAc, a essa c) fórmico e acético solução: + d) fluorídrico e cianídrico a) a concentração dos íons H (aq) deverá aumentar. + e) fluorídrico e fórmico b) a concentração dos íons H (aq) permanecerá inalterada. + 13. (CESCEM-SP) Considere os oxiácidos do cloro e c) a concentração dos íons H (aq) deverá diminuir. suas respectivas constantes de ionização: d) a concentração do HAc não dissociado diminuirá. -8 HCℓO 3,0 x 10 e) não há deslocamento do equilíbrio químico. -2 HCℓO2 1,1 x 10 2 HCℓO3 5,0 x 10 18. (FEI-SP) No equilíbrio representado pela equação: 7 HCℓO4 2,0 x 10 + 2 OH ⇄ Mg(OH)2 2+ - Mg O exame dos dados permite afirmar que: qual das substâncias abaixo o deslocaria para a I. a força do ácido é maior quanto maior o número direita se adicionada ao sistema? de oxidação do cloro. a) NH4NO3 II. dos oxiácidos representados, o mais forte é o b) NaCℓ HCℓO. c) H2SO4 III. o número de oxidação do cloro no HCℓO3 é +3. d) HCℓ a) Somente I é correta. e) NaOH b) Somente II é correta. c) Somente III é correta. 19. (MAPOFEI-SP) Dado o equilíbrio: d) I, II e III são corretas. e) I, II e II são incorretas. 1 HCN + H2O H3O+ + CN- 2 14. (PUC-PR) Temos duas soluções de igual molaridade: a adição de cianeto de sódio: a 1.ª de ácido acético, cujo pK é igual a 4,76; a) desloca o equilíbrio no sentido 1. a 2.ª de ácido butírico, cujo pK é igual a 4,82. b) não desloca o equilíbrio. + Com estes dados, podemos afirmar que: c) aumenta a concentração de H3O . a) a 1.ª solução é mais ácida que a 2.ª. d) desloca o equilíbrio no sentido 2. b) a 1.ª solução é menos ácida que a 2.ª. e) diminui a concentração de HCN. c) as duas soluções apresentam a mesma acidez. d) a constante de ionização do ácido acético é 20. (PUC-PR) Em solução aquosa existe o equilíbrio: menor que a do ácido butírico. + H2O ⇄ Cr2O7 2- 2- - e) nenhuma destas respostas. 2 CrO4 + 2 OH amarelo alaranjado 15. (UFPR) Pelos seus pKa ou Ka indique o ácido mais Assinale a proposição falsa: ionizado. a) Adicionando HCℓ, o sistema fica alaranjado. Dados: log 514 = 2,7; log 63 = 1,79 b) Adicionando NaOH, o sistema fica amarelo. -5 a) Cℓ2CH-COOH (Ka = 5140 . 10 ) c) O Princípio de Le Chatelier não se aplica a b) orto-O2N-C6H4-COOH (pKa = 2,81) equilíbrios iônicos. -5 c) C6H5-COOH (Ka = 6,3 . 10 ) d) No equilíbrio, a velocidade da reação direta é igual d) para-O2N-C6H4-OH (pKa = 7,14) à velocidade da reação inversa. e) C6H5-OH (pKa = 9,95) e) A constante de equilíbrio não varia pela adição de HCℓ ao sistema. 16. (CESCEM-SP) A dissociação do ácido orto- arsênico, H3AsO4, em solução aquosa diluída, se processa conforme as equações: PRODUTO IÔNICO DA ÁGUA (Kw) H3AsO4 ⇄ H + H2AsO4 + - K1 Medidas de condutibilidade elétrica mostram que a H2AsO4 ⇄ H + HAsO4 - + 2- K2 água está ligeiramente ionizada segundo a equação: HAsO4 ⇄ H + AsO4 2- + 3- K3 H2O ⇄ H + OH + -
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    Esta ionização daágua, como as demais, é reversível e atinge um equilíbrio dinâmico denominado Numa mesma temperatura, o valor de Kw equilíbrio iônico da água. permanece constante, qualquer que seja a substância dissolvida em água. -9 A 25°C, o grau de ionização () da água é 1,81x10 . Considerando 1 litro de água pura (1000 g de água Observações: pura) e aplicando ao equilíbrio iônico da água a lei da • Em água pura ou em solução neutra, a 25°C: ação das massas, tem-se: + - -7 • Cálculo do número de mols existentes em 1000 g [H ] = [OH ] = 10 mol/L de H2O. 18 g H2O  1 mol • Ao se adicionar um ácido HA em água, ocorre sua 1000 g H2O  x  x = 55,5 mols ionização, HA  H + A + - • Cálculo das concentrações molares no equilíbrio. + com conseqüente aumento da concentração de íons H . Como Kw é constante, um aumento da concentração de ⇄ + - H2O H + OH + íons H acarretará uma diminuição da concentração de início 55,5 0 0 - íons OH . (n . ) (n . ) (n . ) ionização (55,5 . 1,81 . 10-9)  -7 -7 Kw = [H+] . [OH-] = 10-14 (a 25°C) 10 10 10 -7 (n - n) n n equilíbrio -7 -7 -7 esta concentração esta concentração (55,5 - 10 ) 10 10 aumenta diminui -7 -7 -7 concentr. (55,5 - 10 ) 10 10 molares mol/L mol/L mol/L Assim sendo, em soluções ácidas, a 25°C: Nota-se que a concentração molar da água no + -7 [H ] > 10 mol/L equilíbrio é praticamente a mesma do início. Portanto, - -7 [OH ] < 10 mol/L pode-se dizer que a concentração molar da água é constante, [H2O] = constante. • Ao se adicionar uma base B(OH) em água ocorre sua dissociação, • Cálculo da constante de equilíbrio B(OH)  B + OH + - [H+] . [OH-] Kc =  [H2O] = constante com conseqüente aumento da concentração de íons [H2O] - OH . Como Kw é constante, um aumento da - Kc . [H2O] = [H ] . [OH ] + - concentração de íons OH acarretará uma diminuição da + O produto da constante de equilíbrio pela concentração de íons H . concentração molar da água dá uma nova constante Kw = [H+] . [OH-] = 10-14 (a 25°C) denominada produto iônico da água, Kw. Portanto: + - esta concentração esta concentração Kw = [H ] . [OH ] diminui aumenta -7 -7 Kw = 10 . 10 Assim sendo, em soluções básicas, a 25°C: -14 Kw = 10 (a 25°C) + -7 [H ] < 10 mol/L - -7 O valor de Kw depende da temperatura. A elevação [OH ] > 10 mol/L da temperatura acarreta um aumento do grau de ionização da água e, conseqüentemente, um aumento do valor de Kw. • Ao se preparar uma solução ácida ou básica de A tabela abaixo mostra valores do produto iônico da concentração molar ♏ e conhecido o grau de ionização água (Kw) em diferentes temperaturas. ou de dissociação () do ácido ou da base, pode-se + - calcular a [H ] ou a [OH ]. Temperatura Kw -14 [H ] = ♏ .  0°C 0,11 . 10 + -14 Em solução ácida: 10°C 0,29 . 10 -14 20°C 0,69 . 10 -14 [OH ] = ♏ .  25°C 1,00 . 10 - -14 Em solução básica: 30°C 1,48 . 10 -14 40°C 3,02 . 10 -14 60°C 9,33 . 10  pH e pOH -14 80°C 23,40 . 10
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    -9 + - c) 5,0 x 10 Em função dos valores baixos de [H ] e [OH ], -8 d) 5,0 x 10 costuma-se indicar a acidez ou a basicidade de uma -9 e) 2,0 x 10 solução através de seu pH (potencial hidrogeniônico) e pOH (potencial hidroxiliônico). 03. (UFRGS) O acidente ocorrido com o navio Bahamas provocou o vazamento de milhares de Por definição: toneladas de ácido sulfúrico na lagos dos Patos. Em determinados locais, foram registrados valores de pH entre 3 e 4. Podemos afirmar que, nesses pH = log [H ] pOH = log [OH ] + - e locais, a concentração aproximada de íons -1 hidroxila, em mol;L , foi: -11 Aplicando as definições e considerando a a) maior que 10 . -9 temperatura de 25°C, obtém-se: b) maior que 10 . -7 c) maior que 10 . + -7 -5 água pura ou [H ] = 10 mol/L pH = 7 d) maior que 10 . - -7 -4 solução neutra [OH ] = 10 mol/L pOH = 7 e) maior que 10 . + -7 solução [H ] > 10 mol/L pH < 7 ácida - -7 [OH ] < 10 mol/L pOH > 7 04. (FAAP – SP) O vinagre é uma substância muito solução + -7 [H ] < 10 mol/L pH > 7 utilizada como tempero em saladas. Sabe-se que básica - -7 [OH ] > 10 mol/L pOH < 7 uma amostra de vinagre apresentou pH igual a 2,0. Isso corresponde a uma solução de ácido acético + Para qualquer meio aquoso, a 25°C, a soma entre o cuja concentração molar de íons H deve ser: pH e o pOH é igual a 14. Observe: a) 55,50 b) 0,01 + - -14 [H ] . [OH ] = 10 c) 1,00 d) 0,10 aplicando logaritmo em ambos os membros da e) 10,10 igualdade + - -14 05. (UFRRJ) Em um potenciômetro, faz-se a leitura de log [H ] + log [OH ] = log 10 uma solução de hidróxido de sódio (utilizada na neutralização do ácido láctico). Sabendo que o grau multiplicando por (-1) de dissociação é total, o valor do pH encontrado + - -14 corresponde a: (-log [H ]) + (-log [OH ]) = (-log 10 ) a) 2,7 b) 5,4 pH + pOH = 14 c) 12,0 d) 11,0 e) 9,6 06. (UNIP – SP) O fluoreto de hidrogênio (HF) é um EXERCÍCIOS DE SALA ácido que se encontra 10% ionizado em solução -1 0,1 mol.L . Calcule o pH dessa solução. 01. (Mackenzie – SP) Com os dados da tabela abaixo, + Soluções [H ] -6 I Urina 1 x 10 II Clara de ovo 1 x 10 -8 07. (PUC – MG) A concentração hidrogeniônica do -2 -1 -7 suco de limão puro é 10 mol.L . O pH de um III Lágrima 1 x 10 refresco preparado com 30 mL de suco de limão e -5 IV Café 1 x 10 água suficiente para completar 300 mL é igual a: a) 2 pode-se afirmar que: b) 3 a) I, II, III e IV são soluções ácidas. c) 4 b) somente II é uma solução básica. d) 6 c) somente I, III e IV são soluções ácidas. e) 11 d) somente I, II e III são soluções básicas. e) somente III é uma solução básica. 08. (Fuvest – SP) A auto-ionização da água é uma reação endotérmica. Um estudante mediu o pH da o 02. (CEETEPS – SP) A concentração de íons H (aq) de + água recém-destilada, isenta de CO2 e a 50 C, -5 -1 uma certa solução aquosa é 2,0 x 10 mol.L , a 25 encontrado o valor 6,6. Desconfiado de que o o C. Sendo assim, nessa mesma solução a aparelho de medida estivesse com defeito, pois - -1 concentração de íons OH (aq), em mol.L , deve ser: esperava o valor 7,0, consultou um colega que fez a) 5,0 x 10 -10 as seguintes afirmações: b) 2,0 x 10 -10 I. O seu valor (6,6) pode estar correto, pois 7,0 é o o pH da água pura, porém a 25 C.
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    II. A aplicaçãodo princípio de Le Chatelier ao 07. (PUC-MG) Misturando-se 100 mL de suco de laranja + equilíbrio da ionização da água justifica que, cuja [H ] = 0,6 mol/l com 200 mL de suco de laranja + com o aumento da temperatura, aumente a cuja [H ] = 0,3 mol/L, não se obtém: + + concentração de H . a) uma solução onde [H ] = 0,4 mol/L. III. Na água, o pH é tanto menor quanto maior a b) uma solução completamente neutra. + concentração de H . c) uma solução de acidez intermediária. + Está correto o que se afirma: d) uma solução menos ácida do que a de [H ] = 0,6 a) somente em I. mol/L. + b) somente em II. e) uma solução mais ácida do que a de [H ] = 0,3 c) somente em III. mol/L. d) somente em I e II. e) em I, II e III. 08. (UFMG) A tabela mostra o pH característico de alguns sistemas. Sistema pH Vinagre 3,0 Suco de laranja 4,0 TESTES DE VESTIBULAR Suco de tomate 5,0 Saliva 6,0 01. (FUVEST-SP) Observe os líquidos da tabela: Leite 6,8 Sangue 7,4 + - [H ] [OH ] Clara de ovo 8,0 -7 -7 Leite 1,0 . 10 1,0 . 10 -8 -6 Água do mar 1,0 . 10 1,0 . 10 Sobre esses sistemas, pode-se afirmar que: -3 -11 Coca-Cola 1,0 . 10 1,0 . 10 a) clara de ovo é o sistema menos ácido. -5 -9 Café preparado 1,0 . 10 1,0 . 10 b) sangue é o líquido mais próximo da neutralidade. -7 -7 Lágrima 1,0 . 10 1,0 . 10 c) suco de laranja é 1,5 vez mais ácido do que a -12 -2 Água de lavanderia 1,0 . 10 1,0 . 10 saliva. d) suco de tomate é duas vezes menos ácido do que Tem caráter ácido apenas: o vinagre. a) o leite e a lágrima. e) todos os líquidos da tabela são ácidos. b) a água de lavanderia. c) o café preparado e a Coca-Cola. 09. (PUCCAMP-SP) Considere as seguintes amostras: d) a água do mar e a água de lavanderia. I. Vinagre e) a Coca-Cola. II. Água destilada III. Leite de magnésia + -2 Comparando-se os valores de pH das amostras, 02. Calcular, a 25°C, a [H ] de uma solução 2 x 10 obtém-se a seqüência: mol/L de HCℓ, sabendo que o ácido está totalmente a) pHI > pHII > pHIII ionizado. b) pHI = pHII > pHIII -1 c) pHII > pHIII > pHI 03. A 25°C, em uma solução aquosa 1 x 10 mol/L, o d) pHIII > pHII > pHI + ácido acético está 1% ionizado. Calcular a [H ] desta e) pHIII = pHI > pHII solução. 10. (UFMG) A água do mar tem pH aproximadamente 04. A 25°C, em uma solução aquosa 0,5 mol/L, o grau igual a 8. Todas as afirmativas sobre a água do mar de ionização do hidróxido de amônio, NH4OH, é 2 x estão corretas, exceto: -4 x 10 . + a) Apresenta uma concentração de H (aq) igual a 8 - + Calcular a [OH ] e a [H ] desta solução. mol/L. - + b) Colore de vermelho uma solução de fenolftaleína. 05. Calcular a [OH ] e a [H ] de uma solução aquosa 5 x - c) Contém cem vezes mais íons OH do que íons H . + -2 x 10 mol/L de NaOH, a 25°C, sabendo que a base d) É básica. está totalmente dissociada. e) É eletricamente neutra. + -6 06. (CEFET-PR) Uma solução aquosa A tem [H ] = 10 11. (UFRS) As leis de proteção ambiental de certas - -6 mol/L e outra B, tem [OH ] = 10 mol/L. A razão cidades não permitem o lançamento em rios, entre + entre as concentrações de H das soluções A e B é outros, de efluentes com pH inferior a 5,0 ou superior igual a: a 9,0. a) zero No que se refere à acidez, os efluentes aquosos das 12 b) 1,0 . 10 indústrias X, Y e Z apresentam as seguintes c) 1,0 concentrações: 2 d) 1,0 . 10 -2 e) 1,0 . 10 Concentração no Indústria efluente -3 + X 10 mol/L de H -4 + Y 10 mol/L de H
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    -6 - Z 10 mol/L de OH respectivamente: pH=5,0, pH=3,5 e pH=1,0. Aponte as alternativas corretas: Poderiam ser lançados em rios, sem tratamento 01) No frasco A está contido um ácido fraco. prévio, apenas os efluentes de: 02) O Ka do ácido A é maior que o Ka do ácido B. a) X 04) O ácido B conduz melhor a corrente elétrica do b) Y que o ácido C. c) Z 08) O ácido C está completamente ionizado. + -1 d) X e Y 16) A concentração de H no ácido C é 10 mol/L. e) Y e Z 12. (FUND. C. CHAGAS-BA) Para corrigir a acidez do solo é comum a utilização da cal extinta, Ca(OH) 2. 16. (FCMSC-SP) Tem-se uma solução em que a -3 Com esse procedimento provoca-se no solo: concentração hidrogeniônica é 4,3 x 10 mol/L. Seu a) aumento de pH, uma vez que a cal extinta é ácida. pH será: (log 4,3 = 0,63) b) aumento de pH, uma vez que a cal extinta é a) 4,0 básica. b) 3,7 c) diminuição de pH, uma vez que a cal extinta é c) 2,37 ácida. d) 6,27 d) aumento de pOH, uma vez que a cal extinta é e) 1,27 básica. e) diminuição de pOH, uma vez que a cal extinta é 17. (UNIMOGI-SP) O pH de uma solução de ácido ácida. clorídrico de concentração igual a 0,001 mol/L é igual a: 13. (UFMG) Tem-se notado um abaixamento de pH da a) 3 água das chuvas em muitas regiões do mundo. Uma b) 4 das causas é a emissão de dióxido de enxofre, SO 2, c) 5 feita por centenas de indústrias, o qual é oxidado e d) 6 hidrolisado na atmosfera. Em relação ao exposto, e) 11 qual das seguintes alternativas é errada? a) Uma chuva com pH=4,6 é dez vezes mais ácida 18. (PUC-RJ) Qual é o pH de uma solução de hidróxido do que uma chuva com pH=5,6 de sódio 0,1 mol/L (a 25°C)? -14 b) A oxidação e a hidrólise do SO2 na atmosfera (Dado: Kw = 1 . 10 a 25°C) levam à formação de ácido sulfúrico. a) 0 c) Ácidos fortes podem dissociar-se na água das b) 1 chuvas, abaixando seu pH. c) 13 d) O abaixamento do pH da água das chuvas d) 14 significa diminuição na concentração dos íons e) 0,1 hidrogênio. e) Estátuas e monumentos de mármore, CaCO3, 19. (PUC-PR) Uma solução de monobase apresenta expostos a chuvas de baixo pH, podem ser concentração de íons hidróxido igual a 17 mg/L. Qual eventualmente destruídos. é o pH dessa solução? - (Massa molar do OH = 17 g/mol) 14. (UnB-DF) O pH padrão da água da chuva em áreas a) 3,0 não-poluídas é 5,6. Chuvas com pH abaixo desse b) 5,0 valor são denominadas “chuvas ácidas” e causam c) 7,0 sérios problemas ambientais. Sobre esse assunto, d) 9,0 aponte os itens corretos: e) 11,0 01) As chuvas ácidas destroem monumentos, florestas e causam a mortalidade de peixes. 20. (PUCCAMP-SP) Em São Paulo, a Cetesb constatou, 02) O dióxido de enxofre proveniente das caldeiras e em 1986, uma “chuva ácida” de pH = =5. Isto + fornos das indústrias é um dos principais significa uma concentração de íons H da ordem de: -5 responsáveis pelas chuvas ácidas. a) 10 mol/L -1 04) Água de chuva em áreas não-poluídas é mais b) 5 . 10 mol/L -5 ácida do que água pura. c) 5 . 10 mol/L -2 08) A água da chuva que apresenta concentração de d) 5 . 10 mol/L + -2 H igual a 10 mol/L não é considerada chuva e) 5 mol/L ácida. 16) A concentração de dióxido de carbono na 21. (CESGRANRIO-RJ) Constatou-se que uma amostra atmosfera não influi no pH da chuva. de suco de laranja possui pH = 4. As concentrações + - de H e OH no suco são, respectivamente: -2 -12 a) 10 e 10 -4 -10 15. (UFPE) Em três recipientes A, B e C estão contidas b) 10 e 10 -6 -8 soluções ácidas desconhecidas, de concentração 0,1 c) 10 e 10 -7 -7 mol/L. d) 10 e 10 -8 -6 Medindo o pH das três soluções com papel indicador e) 10 e 10 universal, obtiveram-se os seguintes valores,
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    22. (FM POUSOALEGRE-MG) Uma solução de ácido e) 3,70 e 10,30 acético (CH3COOH) é preparada de tal modo que seja 0,004 mol/L. O pH dessa solução aquosa, 29. (FCMSC-SP) A 45°C, o produto iônico da água é -14 sabendo que o ácido se encontra 25% ionizado, está igual a 4,0 x 10 . A essa temperatura, o valor de + mais bem representado pela opção: [H ] de uma solução aquosa neutra é: -7 a) 1 a) 0,6 x 10 -7 b) 2 b) 2,0 x 10 -7 c) 3 c) 4,0 x 10 -14 d) 4 d) 2,0 x 10 -14 e) 5 e) 4,0 x 10 + 23. (UNIP-SP) O ácido láctico é um monoácido presente 30. (ITA-SP) A 60°C, o produto iônico da água, [H ] x - -13 em músculos doloridos depois de exercícios x [OH ], é igual a 1,0 x 10 . Em relação a soluções vigorosos. O pH de uma solução 0,100 mol/L de aquosas, nesta temperatura, assinale as afirmações ácido láctico 4% ionizado é: (log 4 = 0,6) corretas: a) 11,6 01) Soluções ácidas são aquelas que têm pH < 6,5. b) 2,7 02) Soluções neutras têm pH = 6,5. c) 2,4 04) Soluções básicas têm pH > 6,5. d) 3,3 08) pH + pOH tem que ser igual a 13,0. e) 4,8 16) Solução com pH = 14 é impossível de ser obtida. 24. (PUC-PR) O pH de uma solução 0,25 mol/L de uma monobase que está 0,4% dissociada é: a) 13 b) 11 c) 9 d) 7 HIDRÓLISE DE ÍONS e) 5 Hidrólise de um íon é a reação entre este íon e a 25. (CESGRANRIO-RJ) O HF é um ácido cuja água. -4 constante de dissociação é Ka = 4,0 x 10 a 25°C. Assinale a opção que indica, aproximadamente, o • Hidrólise de ânions valor do pH de uma solução 0,25 mol/L desse ácido a 25°C. A hidrólise de um ânion pode ser representada pela a) 1 equação: b) 1,6 c) 2 H+ d) 2,5 A- + HOH HA + OH- e) 4 ânion ácido 26. (FEI-SP) Determine o grau de ionização de uma monobase em solução 0,5 mol/L, sabendo que o pH A reação de hidrólise de um ânion ocorre quando o dessa solução é igual a 10: ácido formado for um ácido fraco. a) 0,2% - b) 0,02% Devido à formação de íons OH , a solução resultante c) 0,5% é básica (pH > 7). d) 0,8% Exemplos: e) 1% - Hidrólise do ânion cianeto, CN : 27. (UFGO) Na água de um aquário, a concentração de - - CN + HOH HCN + OH um monoácido produzido pela decomposição de ácido solução -4 fraco básica bactérias é 10 mol/L e sua constante de ionização -8 Ka = 1,0 x 10 . O pH da água do aquário é: - a) 2 Hidrólise do ânion bicarbonato, HCO3 : - - b) 3 HCO3 + HOH H2CO3 + OH c) 4 ácido solução fraco básica d) 5 e) 6 • Hidrólise de cátions -4 28. (FESP-PE) Uma solução 10 mol/L de ácido acético A hidrólise de um cátion pode ser representada a 25°C está 33,5% ionizada. Seus pH e pOH são, pela equação: respectivamente: (log 3,35 = 0,53) a) 4,47 e 9,53 b) 4,47 e 18,47 c) 10,30 e 3,70 d) 9,53 e 4,47
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    + A produção de cátions H torna a solução ácida OH- (pH < 7). Este comportamento é característico de sais C+ + HOH COH + H+ formados por cátions de bases fracas e ânions de cátion base ácidos fortes. A hidrólise de um cátion ocorre quando a base formada for uma base fraca. Exemplo 3: Bicarbonato de amônio, (NH4) (HCO3) + - + Devido à formação de íons H , a solução resultante (NH4) (HCO3)  NH4 + HCO3 + - + - é ácida (pH < 7). + O cátion NH4 hidrolisa. A base formada é fraca. Exemplos: + + Hidrólise do cátion amônio, NH4 : + NH4 + HOH NH4OH + H + + NH4 + HOH NH4OH + H - O ânion HCO3 hidrolisa. O ácido formado é fraco. base solução - - fraca ácida HCO3 + HOH H2CO3 + OH Hidrólise do cátion prata, Ag : + Devido ocorrer a hidrólise do cátion e do ânion, o + + pH da solução resultante será determinado através das Ag + HOH AgOH + H base solução constantes de ionização do ácido fraco (Ka) e da base fraca ácida fraca (Kb). Se: Ka > Kb  solução ácida (pH < 7) Ka < Kb  solução básica (pH > 7) • Hidrólise de sais Ka = Kb  solução neutra (pH = 7) + - Seja um sal C A . Em água ele sofre dissociação iônica: Este comportamento é característico de sais C A  C + A + - + - formados por cátions de bases fracas e ânions de ácidos fracos. Uma vez dissociado, poderá: - • ocorrer a hidrólise do ânion A , + • ocorrer a hidrólise do cátion C , + - • ocorrer a hidrólise de ambos os íons, Exemplo 4: Cloreto de sódio, Na Cℓ : • não ocorrer a hidrólise de nenhum dos íons. Na Cℓ  Na + Cℓ + - + - + - + Exemplo 1: Bicarbonato de sódio, Na (HCO3) : O cátion Na não hidrolisa. A base correspondente é forte. Na (HCO3)  Na + HCO3 + - + - - O ânion Cl não hidrolisa. O ácido correspondente é + forte. O cátion Na não hidrolisa, pois a base Como não ocorre a hidrólise de íons, a solução correspondente é forte. resultante é neutra (pH = 7). - O ânion HCO3 hidrolisa. O ácido formado é fraco. Este comportamento é característico de sais - - formados por cátions de bases fortes e ânions de ácidos HCO3 + HOH H2CO3 + OH fortes. - A produção de ânions OH torna a solução básica (pH>7). Este comportamento é característico de sais SOLUÇÃO TAMPÃO formados por cátions de bases fortes e ânions de ácidos fracos. Solução-tampão, solução buffer ou solução reguladora é toda solução que tem por finalidade evitar variações bruscas de pH quando à mesma se adiciona Exemplo 2: Cloreto de amônio, NH4 Cℓ . + - um ácido forte ou uma base forte. Uma solução-tampão é constituída por um ácido  NH4 + Cℓ + - + - NH4 Cℓ fraco (HA) e seu sal (BA) ou por uma base fraca (BOH) e seu sal (BA). - O ânion Cl não hidrolisa, pois o ácido Exemplos correspondente é forte. + O cátion NH4 hidrolisa. A base formada é fraca. Solução de ácido acético (HAc) e acetato de sódio (NaAc). + + NH4 + HOH NH4OH + H Solução de hidróxido de amônio (NH4OH) e cloreto de amônio (NH4Cℓ).
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    Seja o tampãoHAc/NaAC. [ácido] = 0,10 mol/L, Em solução o HAc (ácido fraco) está pouco tem-se: ionizado e o NaAc (eletrólito forte) está totalmente dissociado. [0,15] pH  2,85  log  2,85  log1,5  HAc ⇄ H + Ac + - [0,10] + - pH = 2,85 + 0,18 = 3,03 NaAc → Na = Ac Ao se adicionar ácido forte à esta solução, o equilíbrio iônico do HAc sofrerá deslocamento para a + esquerda, consumindo o H adicionado, o que impede a variação brusca de pH. EXERCÍCIOS DE SALA + Ao se adicionar base forte à esta solução, o H do 01. Nitrato de potássio e nitrato de amônio são dois - equilíbrio iônico do HAc irá consumir o OH adicionado sais usados na fabricação de fertilizantes. O que se + - + (H + OH → H2O). Para repor o H consumido junto pode afirmar sobre o caráter (ácido, básico, neutro) - com o OH , o equilíbrio sofrerá deslocamento para a das soluções aquosas de cada um desse sais? direita, o que impede a variação brusca do pH. _________________________________________ A ação da solução-tampão tem limites. A adição _________________________________________ de quantidades excessivas de ácido ou base destruirá o _________________________________________ efeito tampão. _________________________________________ _________________________________________ Para se calcular o pH de uma solução tampão, _________________________________________ pode-se demonstrar que: • para solução-tampão de um ácido fraco e seu 02. (FEI – SP) Os compostos cianeto de sódio (NaCN), sal, cloreto de zinco (ZnCℓ2), sulfato de sódio (Na2SO4) e cloreto de amônio (NH4Cℓ), quando dissolvidos em água, tornam o meio respectivamente: [ânion do sal] a) básico, ácido, ácido, neutro. pH  pK a  log [ácido] b) ácido, básico, neutro, ácido. c) básico, neutro, ácido, ácido. d) básico, ácido, neutro, ácido. e) ácido, neutro, básico, básico. • para solução-tampão de uma base fraca e seu sal, 03. (VUNESP) Quando se adiciona o indicador fenolftaleína a uma solução aquosa incolor de uma [cátion do sal] base de Arrhenius, a solução fica vermelha. Se a pH  pKw  pK b  log fenolftaleína for adionada a uma solução aquosa de [base] ácido de Arrhenius, a solução continua incolor. Quando se dissolve cianeto de sódio em água, a solução fica vermelha após a adição de Onde pKa = −log Ka, pKb = −log Kb e pKw = −log fenolftaleína. Se a fenolftaleína for adicionada a Kw. uma solução aquosa de cloreto de amônio, a solução continua incolor. Estas fórmulas são conhecidas como equações a) Explique o que acontece no caso do cianeto de de Henderson-Hasselbach. sódio, utilizando equações químicas. Exemplo: ______________________________________ ______________________________________ Sabendo que a constante de ionização (Ka) do ______________________________________ o -3 ácido cloroacético, a 25 C, é 1,4 x 10 , calcular o pH ______________________________________ de uma solução-tampão contendo ácido cloroacético ______________________________________ 0,10 mol/L e cloroacetato de sódio 0,15 mol/L. ______________________________________ ______________________________________ Dados: log 1,4 = 0,15; log 1,5 = 0,18. ______________________________________ Resolução: b) Explique o que acontece no caso do cloreto de Utilizando a expressão amônio, utilizando equações químicas. ______________________________________ [ânion do sal] ______________________________________ pH  pK a  log [ácido] ______________________________________ ______________________________________ onde: ______________________________________ -3 pKa = -log Ka = -log (1,4 x 10 ) = 2,85, ______________________________________ ______________________________________ [ânion do sal] = [cloroacetato] = 0,15 mol/L, ______________________________________
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    + - 04. (UEPG – PR) No interior das células de nosso c) o mesmo número de íons H e íons OH . + - organismo ocorre, a todo instante, um número d) não há íons H nem íons OH . + - incontável de reações químicas. A maioria dos e) o mesmo número de íons Na e íons CH3COO . fluídos biológicos onde as reações ocorrem são meios tamponados. Sobre os tampões e o efeito 03. (UFRGS) A única das espécies que, ao ser que exercem, assinale o que for correto. dissolvida em água, resulta em uma solução com pH 01. O efeito tampão age aumentando a menor que o do solvente puro é: solubilidade das enzimas em meio aquoso. a) NaCl 02. Os pares H2CO3/NaHCO3 e NH4OH/NH4Cℓ são b) Na2CO3 exemplos de substâncias que agem como c) CaCl2 tampão. d) NH3 04. O efeito tampão impede variações bruscas de e) (NH4)2SO4 + - pH, quando ocorre a adição de íons H ou OH no meio. 04. (FUVEST-SP) Carbonato de sódio, quando colocado 08. Os meios tamponados são neutros e em água, a 25°C, se dissolve: Na2CO3(s) + H2O(l)  HCO3 (aq) + 2 Na (aq) + X - + apresentam pH igual a 7. 16. Os tampões mantêm constante o volume de X e o pH da solução resultante devem ser: solvente no meio, o que impede as variações a) CO2, maior que 7. - de concentração. b) OH (aq), maior que 7. + c) H (aq),igual a 7. d) CO2, igual a 7. - e) OH (aq), menor que 7. 05. (UFMG) Considere duas soluções aquosa diluídas, I e II, ambas de pH = 5. A solução I é tampão e a II 05. (CEFET-MG) A seguir, estão relacionados alguns não. produtos comerciais/industriais e as substâncias Um béquer contém 100 mL da solução I e um ativas dos mesmos: segundo béquer contém 100 mL da solução II. A cada uma dessas soluções adicionam-se 10 mL de Produtos comerciais/ Substâncias NaOH aquoso concentrado. industriais ativas Assinale a alternativa que apresenta corretamente mármore carbonato de cálcio as variações de pH das soluções I e II, após a detergente amônia (amoníaco) adição de NaOH(aq). solução de bateria ácido sulfúrico a) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será leite de magnésia hidróxido de magnésio maior do que o de II. fertilizante nitrato de potássio b) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será Em relação a esses compostos, é incorreto afirmar igual ao de II. que: c) O pH de ambas irá diminuir e o pH de I será a) o detergente amoniacal é ácido. igual ao de II. b) a solução de bateria tem pH<7. d) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será c) o nitrato de potássio é um sal neutro. menor do que o de II. d) o leite de magnésia é uma solução básica. e) O pH de ambas irá diminuir e o pH de I será e) o mármore reage com HCl, liberando CO2. maior do que o de II. 06. (FM POUSO ALEGRE-MG) Dos sais abaixo, indique aquele que em solução aquosa apresenta reação ácida: TESTES DE VESTIBULAR a) KCN b) NaCl 01. (UFSC) O carbonato monohidrogenado de sódio é c) Na2CO3 conhecido como bicarbonato e sua dissolução d) NH4Br aquosa tem, como característica básica, neutralizar a e) K2SO4 acidez estomacal. Esta característica deve-se ao fato de que, ao se 07. (UFRGS) Preparam-se 5 soluções 1 mol/L das dissolver em água, o bicarbonato: seguintes substâncias: 01) permanece inalterado. 02) apresenta reação de hidrólise. sol. 1 sol. 2 sol. 3 sol. 4 sol. 5 04) elimina próton. CH3COOH NaCℓ NH4OH HCℓ NaOH 08) desprende gás carbônico. - 16) forma íons OH . Pode-se prever que o pH das soluções terá valores + - 32) permanece em íon Na e HCO3 . tais que permitem que se escreva: a) pH sol. 1 > pH sol. 2 > pH sol. 3 > pH sol. 4 > pH sol. 5 b) pH sol. 5 > pH sol. 4 > pH sol. 3 > pH sol. 2 > pH 02. (ITA-SP) Numa solução aquosa de acetato de sódio sol. 1 há: c) pH sol. 1 > pH sol. 4 > pH sol. 3 > pH sol. 2 > pH + - a) mais íons H do que íons OH . sol. 5 - + b) mais íons OH do que íons H .
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    d) pH sol.5 > pH sol. 3 > pH sol. 2 > pH sol. 1 > pH sol. 4 Ag+(aq) Cl-(aq) e) pH sol. 4 > pH sol. 1 > pH sol. 2 > pH sol. 3 > pH solução saturada sol. 5 de AgCl AgCl(s) 08. (UFRGS) O soluto que em água forma uma solução com pH maior que 7,0 é o: A constante de equilíbrio para este sistema é dada a) nitrato de amônio pela expressão: b) gás carbônico [Ag+] . [Cl-] c) vinagre Kc = d) cloreto de sódio [AgCl] e) sabão Mas a [AgCℓ] é constante, podendo ser incorporada 09. (MACKENZIE - SP) Entre as soluções aquosas das no valor de Kc: seguintes substâncias: + - I. acetato de sódio Kc . [AgCℓ] = [Ag ] . [Cℓ ] II. cianeto de potássio O produto (Kc . [AgCℓ]) é uma outra constante III. fenol denominada produto de solubilidade e simbolizada IV. cloreto de amônio por Kps. apresentam pH maior que 7: Então: a) I e II b) II e III + Kps = [Ag ] . [Cℓ ] - c) I, II e IV d) II, III e IV e) I, III e IV Para uma substância genérica AxBy, que se dissocia de acordo com a equação: 10. (UFRGS) As soluções aquosas de três substâncias y+ x- A, B e C apresentam os seguintes valores de pH; AxBy(s) xA (aq) + yB (aq) Substância pH o Kps é dado pela expressão: A 2,7 B 6,8 y+ x x- y C 10,4 Kps = [A ] . [B ] Das substâncias relacionadas a seguir, indique o grupo que poderia ser enquadrado nos valores de pH anteriormente citados: Exemplos: Grupo Substância Substância Substância • Solução saturada de sulfato de bário: a) HCℓ K2O NaOH b) CaO K2SO4 HNO3 2+ 2- c) KOH CO2 H2S BaSO4(s) Ba (aq) + SO4 (aq) d) SO3 NaCℓ Na2CO3 2+ 2- e) H2SO4 NaHSO4 Ba(OH)2 Kps = [Ba ] . [SO4 ] • Solução saturada de fosfato de cálcio:  PRODUTO DE SOLUBILIDADE (Kps ou PS) 2+ 3- Ca3(PO4)2(s) 3 Ca (aq) + 2 PO4 (aq) Quando um sólido é adicionado a um solvente, ele 2+ 3 3- 2 se dissolve até o limite definido pelo seu coeficiente de Kps = [Ca ] . [PO4 ] solubilidade. A partir desse limite ele não mais se dissolve, permanecendo como sólido no fundo do Observações: recipiente que o contém formando o denominado corpo de fundo. • Só se aplica o produto de solubilidade às soluções saturadas. Considerando o cloreto de prata, que ao se • Para uma dada substância, o Kps só varia com a dissolver, sofre dissociação de acordo com a equação: temperatura. + - • Quanto maior for o Kps de uma substância, maior AgCℓ(s) Ag (aq) + Cℓ (aq) será sua solubilidade. • Em uma solução saturada, o produto das Experimentalmente, verifica-se que um sistema concentrações molares dos íons dissolvidos (cada uma + como esse está em equilíbrio. Continuamente, íons Ag delas elevada à potência igual ao seu coeficiente) é - e Cl passam da solução para o corpo de fundo e igual exatamente igual ao Kps. quantidade de AgCl passa do corpo de fundo para a • Quando, em uma solução, o produto das solução. concentrações molares dos íons dissolvidos (cada uma
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    delas elevada àpotência igual ao seu coeficiente) for Exemplo 1: superior ao Kps, ocorrerá precipitação da substância. A solubilidade do iodato de chumbo II, Pb(IO 3)2, a -5 • Efeito do íon comum sobre a solubilidade 25°C, é 4,0 . 10 mol/L. Calcular o Kps deste sal, na temperatura indicada. Se, à solução saturada de uma substância AxBy, juntarmos uma segunda substância que possua um íon Resolução: comum com AxBy, esta segunda substância provocará 2+ - precipitação de AxBy como conseqüência do Principio Pb(IO3)2 Pb (aq) + 2 IO3 (aq) de Le Chatelier. Observando a proporcionalidade fornecida pelos Consideremos, como exemplo, uma solução coeficientes da equação de dissociação do sal (1:1:2), a -5 -5 saturada de AgCl, com corpo de fundo. dissolução de 4,5.10 mol/L de Pb(IO3)2 produz 4,5.10 2+ -5 - mol/L de Pb e 9,0.10 mol/L de IO3 . Portanto, no + - equilíbrio: AgCℓ(s) Ag (aq) + Cℓ (aq) 2+ -5 - -5 [Pb ] = 4,5.10 mol/L e [IO3 ] = 9,0.10 mol/L. Calculando o Kps, tem-se: 2+ - 2 Ag+(aq) Cl-(aq) Kps = [Pb ] . [IO3 ] -5 -5 2 Kps = (4,5 . 10 ) . (9,0 . 10 ) Kps  3,65 . 10 -13 AgCl(s) Adicionemos a esta solução o sal NaCℓ, o qual se Exemplo 2: dissocia completamente. A 25°C, o produto de solubilidade do carbonato de -9 NaCℓ(s)  Na + (aq) - + Cℓ (aq) bário, BaCO3, é 4,9 . 10 . Calcular a solubilidade deste sal naquela temperatura. - Com isso, aumenta-se a [Cl ] na solução. Resolução: 2+ 2- BaCO3(s) Ba (aq) + CO3 (aq) Na+ (aq) Cl- (aq) Vamos estabelecer que a solubilidade do BaCO3(s) Ag+(aq) Cl-(aq) é X mol/L. Observando a proporcionalidade fornecida pelos AgCl(s) coeficientes da equação de dissociação do sal (1:1:1), a dissolução de X mol/L de BaCO3 produz X mol/L de 2+ 2- 2+ Ba e X mol/L de CO3 . Portanto, no equilíbrio, [Ba ] = 2 Para minimizar o aumento na concentração de íon [CO3 ] = X mol/L. - Cℓ , o equilíbrio será deslocado no sentido do processo que forma AgCl(s). Como conseqüência, ocorre a Aplicando a expressão do Kps, tem-se: precipitação do AgCl(s), acarretando, portanto, uma 2+ 2- Kps = [Ba ] . [CO3 ] diminuição em sua solubilidade. -9 4,9 x 10 = X . X Na+ Cl- X  4,9 . 10 9 = 7,0 . 10 (aq) (aq) -5 Ag+(aq) Cl-(aq) AgCl(s) EXERCÍCIOS DE SALA 01. (Fuvest – SP) Em determinada temperatura, a Um raciocínio equivalente pode ser feito a partir da solubilidade do sulfato de prata (Ag2SO4) em água -2 -1 + - expressão: Kps = [Ag ] . [Cℓ ]. é 2,0 x 10 mol.L . Qual o valor do produto de Como o valor de Kps é constante, um aumento da solubilidade (Kps) desse sal, à mesma temperatura? - + [Cℓ ] implica uma diminuição da [Ag ]. Uma diminuição + da [Ag ] acontecerá pela precipitação de AgCℓ(s). Note que, pelo efeito do íon comum, a solubilidade de uma dada substância é diminuída, mas seu Kps não é alterado. 02. (Fuvest – SP) O produto de solubilidade do sulfato -8 o de chumbo é 2,25 x 10 , a 25 C. Calcule a -1 • Cálculos envolvendo Kps solubilidade do sal, em g.L , nesta temperatura. -1 (Massa molar do PbSO4 = 303 g.mol )
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    -5 a) 1,1 . 10 -5 b) 2,0 . 10 -10 c) 2,0 . 10 -10 d) 1,21 . 10 e) 1,1 TESTES DE VESTIBULAR 06. (ITA-SP) Sabendo-se que a solubilidade em água, a -2 0°C, do sulfato de prata, Ag2SO4, é 1,8 . 10 mol/L, 01. (FUVEST-SP) O equilíbrio de dissolução do fosfato podemos concluir que o produto de solubilidade de cálcio é representado por: desse sal, nesta temperatura, vale: -4 2+ 3- a) 1,6 . 10 Ca3 (PO4)2(s) 3 Ca (aq) + 2 PO4 (aq) b) 6,5 . 10 -4 -3 A expressão do produto de solubilidade c) 6,0 . 10 -2 correspondente é: d) 1,8 . 10 2+ 3- -5 a) Kps = [3 Ca ] . [2 PO4 ] e) 2,3 . 10 2+ 2 3- 3 b) Kps = [Ca ] . [PO4 ] 2+ 3- 07. (FUVEST-SP) O produto de solubilidade do BaSO4 c) Kps = [Ca ] . [PO4 ] -10 2+ 3 3- 2 vale 1,0 . 10 , a 25°C. Nessa temperatura, a d) Kps = [Ca ] . [PO4 ] 2+ 3- quantidade, em mols, de BaSO4 que se dissolve em e) Kps = [3 Ca ] . [ PO4 ] 1 L de água pura é, aproximadamente: 10 02. (CESCEA-SP) Fosfato de prata é parcialmente a) 10 5 solúvel em água. Seu produto de solubilidade é dado b) 10 -5 por: c) 10 + 3- -10 a) [Ag ] . [PO4 ] d) 10 + 3- -20 b) 3[Ag ] . [PO4 ] e) 10 + 3- c) [Ag ] . 3[PO4 ] + 3 3- d) [Ag ] / [PO4 ] 08. (FEI-SP) Os sulfetos metálicos são encontrados em + 3 3- e) [Ag ] . [PO4 ] grande quantidade na natureza. Sabendo-se que a 25°C o produto de solubilidade do sulfeto de zinco, -23 03. (FURRN) Com base na tabela de produto de ZnS, vale 1,3 . 10 , determine sua solubilidade, em solubilidade abaixo: mol/l, nessa temperatura. -12 a) 3,6 . 10 -8 Substância P.S. b) 3,6 . 10 -6 -5 Ca(OH)2 4,0 . 10 c) 6,4 . 10 -10 5 AgCℓ 2,6 . 10 d) 3,49 . 10 -14 4 Mn(OH)2 3,5 . 10 e) 3,6 . 10 -27 CdS 8,0 . 10 -51 o Ag2S 3,2 . 10 09. (CESGRANRIO-RJ) A solubilidade do AgCℓ a 18 C é 0,0015 g/L. Sabendo-se que a sua massa molar é a substância mais solúvel é: 143,5 g/mol, qual será o seu produto de solubilidade, a) Ca(OH)2 considerando-se a concentração iônica igual à b) AgCℓ concentração molar? -10 c) Mn(OH)2 a) 1,0 . 10 -5 d) CdS b) 1,0 . 10 -3 e) Ag2S c) 1,5 . 10 -3 d) 3,0 . 10 -3 04. (FUC-MT) Com base nos valores do produto de e) 6,0 . 10 solubilidade (Kps) de sais em água, da tabela, podemos afirmar que o sal mais solúvel é: 10. (CESGRANRIO-RJ) Um sal, representado pela o -9 fórmula XY2, tem, a 25 C, Kps = 4 . 10 . Sal Kps (25°C) Assinale a opção que identifica a quantidade de íons -5 + - CaSO4 2,4 . 10 X e Y contidos em 500 mL da solução saturada -9- o PbI2 8,3 . 10 deste sal a 25 C. -10 + - AgCℓ 1,8 . 10 mols X mols Y -13 -9 -9 AgBr 5,0 . 10 a) 2 . 10 4 . 10 -20 -9 -9 ZnS 1,0 . 10 b) 4 . 10 8 . 10 -9 -9 c) 8 . 10 4 . 10 a) CaSO4 d) 5 . 10 -4 1 . 10 -3 b) PbI2 e) 1 . 10 -3 5 . 10 -4 c) AgCℓ d) AgBr 11. (FUVEST-SP) À temperatura T, a reação e) ZnS N2O4(g) ⇄ 2 NO2(g) 05. (PUC-PR) A solubilidade do cloreto de prata, AgCℓ, apresenta uma constante de equilíbrio Kc = 1,0. -5 é de 1,1 . 10 mol/L. O sal dissolvido é totalmente Analise os dados abaixo, relativos a duas misturas dissociado. Seu Kps é: gasosas sob essa mesma temperatura, e decida em
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    qual delas osgases estão em equilíbrio. Indique os 15. (ENEM-MEC) Suponha que um agricultor esteja cálculos que você utilizou. interessado em fazer uma plantação de girassóis. Procurando informação, leu a seguinte Mistura [NO2] [N2O4] reportagem: -1 -3 I 1,0 x 10 1,0 x 10 Solo ácido não favorece plantio -2 -4 II 1,0 x 10 1,0 x 10 Alguns cuidados devem ser tomados por quem decide iniciar o cultivo de girassol. A oleaginosa 12. (UFGO) 200 ml de solução de ácido acético contêm deve ser plantada em solos descompactados, com 3,0 g do ácido puro. Essa solução foi transferida pH acima de 5,2 (que indica menor acidez da totalmente para um balão volumétrico aferido de 500 terra). Conforme as recomendações da Embrapa, ml de capacidade. Em seguida, completou-se o o agricultor deve colocar, por hectare, 40 kg a 60 volume com água destilada até o traço de aferição. kg de nitrogênio, 40 kg a 80 kg de potássio e 40 Sabendo que, na solução preparada (500 ml), o kg a 80 kg de fósforo. ácido acético está 1,3% ionizado, calcule sua O pH do solo, na região do agricultor, é de 4,8. constante de ionização. (Massas molares, em g/mol: Dessa forma, o agricultor deverá fazer a H=1; C=12; O=16) “calagem”. (Folha de São Paulo, 25/09/1996) 13. (UNICAMP-SP) A metilamina, H3C – NH2, prove- Suponha que o agricultor vá fazer calagem niente da decomposição de certas proteínas e (aumento do pH do solo por adição de cal virgem responsável pelo desagradável cheiro de peixe, é – CaO). De maneira simplificada, a diminuição da uma substância gasosa, solúvel em água. Em acidez se dá pela interação da cal (CaO) com a soluções aquosas de metilamina ocorre o equilíbrio: água presente no solo, gerando hidróxido de + cálcio (Ca(OH)2), que reage com os íons H (dos H3C–NH2(aq) + H2O(l) ⇄ H3C–NH3 (aq) + OH (aq) + - ácidos), ocorrendo, então, a formação de água e a) O pH de uma solução aquosa de metilamina será 2+ deixando os íons Ca no solo. maior, menor ou igual a 7? Justifique sua resposta. Considere as seguintes equações: b) Por que o limão ou vinagre (soluções ácidas) I. CaO + 2 H2O → Ca(OH)3 diminuem o cheiro de peixe? II. CaO + H2O → Ca(OH)2 + 2+ III. Ca(OH)2 + 2 H → Ca + 2 H2O 14. (FUVEST-SP) Considere os seguintes equilíbrios: + IV. Ca(OH)2 + H → CaO + H2O + Cℓ (aq) ⇄ AgCℓ(s) + - 9 Ag (aq) K = 6,0 x 10 O processo de calagem descrito acima pode ser Ag (aq) + I (aq) ⇄ AgI(s) + - K = 1,0 x 10 16 representado pelas equações: a) Qual dos sais de prata é mais solúvel? Justifique. a) I e II + b) Calcule a concentração de íons Ag (aq) numa b) I e IV solução saturada de AgI. c) II e III d) II e IV e) III e IV