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1  sur  18
química
                              equilíbrio nas reações químicas
                                                            1

Capítulo 1Equilíbrio químico
Conexões
Eletrólis daáguaprovenien e
         e               t do aratmos é
                                     f rico:
2H2O    w2H2 + O 2
2N2 + 6H2 w4NH3 (N provenien e
                  2         t do aratmos é
                                        f rico)
4NH3 + 7O2 w4NO 2 + 6H2O
Síntes do ácidonítrico: 2NO 2 + 1H2O
      e                                          wHNO 3 + HNO 2

Exercícios complementares


9. a)Kc222HCOHOCO = ⋅⋅[][][][]Kpppp
                                  pHCOHOCO = ⋅⋅    222




b)Kc22NONOO = ⋅[][][] Kppp
                     22   pNONOO =       22    ) ⋅(
                                              ( () )
                                                   22




c)Kc22COHHO = ⋅[][][]KppppCOHHO =   22   ⋅




d)Kl AHH= ⋅+ + [] [][]
    c2               3236 KppH =
                              2    ()
                                    3




10. a)A equaçãoé: Zn + 2HCl wZnCl + H2
                     0             2

ou naforma  iônica: Zn + 2H+ wZn + H2
                       0        2+

b) Não ocorre equilíbrio, pois, nessecaso, há formação de gás hidrogênio, e de acordo com o
     enunciado o siste aestá aber
                      m             to, impedindo que aconteça a reação inversa por causa do
     escap do gáshidrogênio.
          e
c)Pelaequaçãoiônica:
Zn2HZns0aq.20reagen e ( ((0e w
                   t s))             ⋅                H +
                                    H aaq.2+g0produtos )()−         H
                                                                  1542




Δ H = Σ Hprod.– Σ Hreag.s
s ΔH = [(–154)]– [(0)]s
s ΔH = –154 kJ
11. b
Kpreq.produtosr ag t s=[][]quantomaioro valordeKeq., maisdeslocadoo equilíbrioestar parao
               e en e                                                              á
   ladodosprodutos.
12. d
Equilíbrios homogêneos são aquel sem que reagen e e produtos apres t muma única fase;
                                  e            t s                en a
  portan  to,sãoos equilí riosI IV.
                        b      e
   21. e
Parao equilíbrio, a expr s ão
                          e s deKp será:KppppNONO = ⋅()
                                                      2     22




  Sabendoquep = 0,8 atm,p = 2 atm p = 1 atm,tere
             N           O2      e NO         2 mos:



  Kp= ⋅(),1082 s Kp = 0,625
              2




    22. a)Kc = [CO 2] ∙ [H2O]


    b)KpppCOHO = ⋅=025,
                     22




    De acordocoma equação,perceb mo que, paracadamolde CO 2 formado,tamb m formado
                                  e  s                                     é é
    ummolde H2O. Portanto, asquantidade deCO 2 e H2O formada na decomposiçãodo NaHCO 3
                                        s                   s
    sãoiguais.
    Então:ppCOHO =        22



    Substituindonaexpr s ão
                      e s do Kp, temos:

pppCOCOHO atm 202505
               222              )
                                (== =,   ,s

    23. a) Como Keq.produtosreagentes=[][] e a 200 ºC Keq. = 0,68, ou seja, é menor que 1, a
    concentraçãodosreagen e é maiorquea concentr ãodosprodutos;logo, no equilíbrioa
                           t s                    aç
    200 ºC predomina os reagen e
                    m         t s.
    b) Paraque a concentraçãodos reagen e sej igualà dos pro
                                        t s   a             dutos, temosque terKc H 1;
    logo, pelatabe a, tem e a u a
                  l a    p r t r maispróximadessaconduçãoé 300 ºC.
  24. F – F – V – F – V
  N 2O 4(g)x 2NO 2(g)Kc = 1,0

  QppcNONO =
           2    )
                (==        22
                          24   1212() c < Kc s preva e e reaçãodiret )
                                     (Q             l c a           a



  Tarefa proposta
  1. c
    I (F)A velocidade
     I.              dareaçãodiret a princípioé alt
                                  a                a.
   2. Soma= 26 (02+ 08 + 16)
(01)(F)Podeserqualquer   tem e a u a.
                             p r t r
(04)(F)Podehaver  atétrês fases.
  3. e
  No equilíbriocoexist m
                      e todasasespéciesdareaçãoquímica.
  4. b
  Paraqueocorraequilíbrio,o siste a
                                 m dever serfechado.
                                        á
  5. d
  A velocidadeda reação diret (v ) vai diminuindo ao mesmotem
                             a 1                             poque a velocidadeda reação
  invers (v )vaiaumen a
        a 2          t ndo,atéseratingidoo equilíbrio,emqueasduasvelocidade seiguala
                                                                             s       m.
2
6. a
A velocidade da formação do composto volá l depende da velo
                                             ti                cidade de decomposição do
  compostonão volá l.Como temosumequilíbrioquímico, a concentr ãode aldeído(compos
                    ti                                            aç                   to
  volá l aumen a áaté atingir o equilíbrio, a partir do qual sua concentração passa a ser
      ti )      t r
  constan e.
           t
7. a


Como a expr s ão prc
           e s K produtosr ag t s=[][],tere
                          e en e           mos:Kc22HIH ⋅[][][]
                                                      I=     2




8. a
No equilíbrio, as velocidadesdas reações diret e indiret são iguais e as concentr
                                              a         a                        açõe dos
                                                                                     s
  participan e (reagen e e produtos perm ec m
             t s        t s         )    an e constan e t s.
9. a
Como a expr s ão prc
           e s K produtosr ag t s=[][],tere
                          e en e           mos:


2NO 2(g)x 2NO (g)+ O 2(g)
10. e
No cálculodeKc não participa sólidos,poissuasconcentrações
                            m                             sãoconstan e
                                                                    t s.
11. e
Se a velocidadeforiguala zero,não háocorrênciadereação,portan não háequilíbrio.
                                                             to

12. a)A 225 °C, o valordeKc é muitopequeno;portanto,a concentraçãodosreagentes maiorque
                                                                              é
    a dosprodutos,predominandoCO e H2O.
b)Quandoasconcentrações  dosreagen e e produtos
                                     t s       sãoaproxima
                                                         damen e
                                                              t iguais,a constan e c
                                                                                t K
    é próximade1. I so
                   s ocorrea 825 °C.



13. Kppp NHNH1= ⋅= ⋅= =()()() ),(),, 3230204004040,,1
        p322                 (,    2




14. F – V – F – V
I.(F)O valordaconstan e
                      t deequilíbrioindicaa ext s deumareação,não a suavelocidade.
                                                en ão
II
 I (F)O valormuitobaixoda constan e
   .                               t de equilíbrio (3,40 · 10–21 ) indica que a ext s
                                                                                   en ãoda reação
     diret é muitope
          a         quena;portanto,predomina N 2 e O 2 no equilíbrio.
                                              m
15. a)No equilíbrio,asvelocidades     dasreações   diret e inversa
                                                        a         seiguala portan
                                                                          m,     to:
v = v s k · [A] = k · [B] s kkBAKBA = =[][] [][] c
 1    2  1         2               12          s
b)Sendokk = Kc e k = 10k , isolandokk , tere
         12       2     1            12     mos:
110110 = =kkk s c
      12




   16. Como Kc242COHCHHO = ⋅⋅[][][][] e sabendo que [CO] = 0,3 mol/L,[H ] = 0,8 mol/L, [CH4] = 0,4
                                    3                                  2




   mol/L,teremos:



   567030804 ,,(,),[]=⋅⋅HO 2s [H2O] = 0,067 mol/L
            3




   17. A expressão Kpparao equilíbrioé: Kppp pCCC= ⋅PP ss Kp= ⋅0301015,,, s Kp= 0,20
                  de                        lll            325




        18.       a)     Tempo[A]      (10–3     mol      ·     L–1)[B]     (10–3     mol      ·   L–
        1) 011,6010011,30,320011,00,650010,51,11.00010,21,42.00010,01,62.50010,01,63.00010,01,6
b)KBAc= = = [][],,,16100016



   19. N2(g) + 3H2(g) x 2NH3(g) Início1 mol3mol0Variação–   xmol– 3xmol+ 2xmolEquilíbrio(1– x)mol(3– 3x)mol2xmol




   Como, no equilíbrio,temos   0,08 moldeNH 3, concluímosquex= 0,04.
   Assim,a composiçãodamistur no equilíbrioé:
                                   a
   N 2 = 1 – 0,04 = 0,96 mol;H2 = 3 – 0,12 = 2,88 mol;NH3 = 0,08 mol



   20. N2O4 x 2NO2Início1,50 mol0Variação–    xmol+2xmolEquilíbio(1,50– x)mol2xmol




   Como no equilíbrio a concentração de NO 2 é igual a 0,060 mol/L e o volum é de 2 L, a
                                                                            e
   quantidade deNO 2 presen e
                           t é:
   1 L 0,060 mol

   2 L ys y= 0,12 mol
   Portanto,x= 0,06, e a concentr ãodeN 2O 4 no equilíbrioé:
                                 aç
   [N2O 4] = 1442, = 0,72 mol/Le



Kc224NONO = = = =   ⋅− [][](,),, 230060720005510
                               2
3
21. e
1NH2COONH 4(s)x 2NH3(g)+ 1CO 2(g)
A expr s ão
        e s do equilíbrioKp é expr s a
                                  e s por:Kp = (pNH ) · pCO2
                                                    3 2

Sendo2 : 1 a proporçãoemmolsdosgases      NH 3 e CO 2, aspressõesparciaisdosgasestamb m
                                                                                     é serão
   2 : 1.



A press tota emequilíbrioé iguala p, então:p = 2x+ x s s xp = 3 s p p NH 3 23 =
       ão   l                                                                                                                      ⋅ s p p CO 2 3 = s K p p




       p p= pO ⋅ = 23 3 427 2 3
             3



22. d
Sabendoque40% dosátomossedissociam:
2 molI 100%
     2


nI 40% s nI = 0,8 moldissocia(reag )
   2                 2            e
I x 2I
2(g) (g)

                                                  Início 2 mol0 Reage/Forma 0,8 mol1,6 molEquilíbrio 1,2 mol1,6 mol
As concentraçõe emmol/Lno equilíbrioserão:
               s

[], , , Imol4 L mol/L,[ mol4 L 2 = = 1 2 0 3 1 6 0s s , 4 mol/L
                       I]
A expr s ão
      e s deKc e seuvalorserão:K K c 2 c I= = [ ] [ ] (, ), 2 2 0 4 0 3 s s s Kc = 0,53
                                          I

23. a)CO (g) + H2O(g) x CO 2(g) + H2(g) Início 1 mol/L1 mol/L3 mol/L3 mol/LReage e forma +x +x –x –x Equilíbrio 1 +                                xmol/
           L 1 + xmol/L3 – x3 – x




Determinaçãodo Q QK                                   c222cc          H CO CO H O =      ⋅⋅ = ⋅⋅ = > [ ] [ ] [ ] [ ] 3 3 1 1 9 s paradiminuirQ c no sentido


           de igualara Kc, temque haverformaçãodos reagen e pois assimaumen ao denomina
                                                             t s,                 t            dor e
           diminuio valordeQ c. Portanto,atéatingiro equilíbrio, a rapide da reaçãoé maiorno sentido
                                                                         z
           deformar  maisCO.



b)K xxxc 2 22 CO H CO H O =                                      ⋅ ⋅ = − ⋅ − + ⋅ [ ] [ ] [ ] [ ] ()()()(s 4 3 3 1 1+ x)



2 31 2 31 2 22 = − + = − + ()()xxxxs
2 + 2x= 3 – xs 3x= 1 s x= 13
[CO] = [H2O] = 1 13 43 + = mol/Ls [CO 2] = [H2] = 3 13 83 − = mol/L

24. a)0,00,2 0,40,60,81,0 Pressãoparcial(atm)COCl CO, Cl Tempo
                                                  2    2




           b)K p p p llpCO C COC =                     ⋅ = ⋅ 0 35 0 35 0 65 0 19 , , , , H
                                                                 22




Capítulo 2 Deslocamento deequilíbrio químico
       Conexões
       1. A reaçãoé exotérmica.
          2. a)Quando o tuboé aquecido, pelareaçãodiretaserexotérmicae liberarcalor,o equilíbrio
           é deslocadoparaa esquerda,no sentidodeformaçãodaamônia(NH3).
b)Quando o tuboé resfriado,pela reaçãodiret serexoté mica liberar
                                                a        r    e       calor,o equilíbrioé
     deslocadoparaa direita,no sentidodeformaçãodo hidróxidodeamônio(NH+ 4 + OH – ).

Exercícios complementares
9. A cerve aque estiver a 25 °C produzirá mais espuma, porque a tempera uramais elevada
          j                                                                      t
favorece desloca e to
         o        m n no sentidoendotér   mico:CO 2(g)exotérmicoendotérmicoeoém oed
                                                                            xtri c nCO 2(aq.)
Portanto,maisCO 2(g)seráproduzido,e a geraçãodeespu a
                                                   m serámaior.
     10. a) As tempera urasmais altas favorecemos processos endotér
                      t                                           micos — que absorvem
     calor.A situaçãoB é queapres t tem e a u a
                                 en a  p r t r maisalt do queseconcluiqueo sentidoda
                                                      a,
     produção da subs ânciaazulé endotér
                      t                 mico. Podemosconcluir, dessaforma, que a reação
     absorv calorno sentidodireto.
           e
     b) Como Kc = [ ] [ ] produtosreagen e , tere
                                        t s      mosum menorvalorparaa constan e
                                                                              t quando a
     concentraçãodereagen e queé rosa— foralta.I so
                               t —                    s ocorreno siste a
                                                                      m C.



     11. a)K AB A B Tc() 2 3 1 23 = ⋅ = ⋅ = [ ] [ ] [ ] s K AB A B Tc () 3 2 1 = ⋅ = ⋅ [ ] [ ] [ ] = 1,5
                                1                                       2




     b)Pelosgráficos, nota- eque um aumen
                           s               tona tem e a u a
                                                   p r t r favorecea produçãode AB. Como
     umaumen detem e
             to       p raturaprivilegiao sentidoendotérmico,conclui- equea formaçãodeAB
                                                                    s
     é endotérmica.
12. tO H S H O SO t μ (mol/L)
        2 2   2   2 1




Como Kc = [ ] [ ] [ ] [ ] H O SO H S O        2222222   ⋅⋅ 3 e o equilíbriofoi deslocadono sentidoda produção


demaisH2S e O 2 (sentidoendotérmico),seuvalordever diminuir.
                                                  á
21. a)I:4HCl + 1O2(g)x 2H2O (g)+ 2Cl
            (g)                     2(g)                      4. a
I 1CS2(g)+ 4H2(g)x 1CH4(g)+ 2H2S(g)
 I:                                                           PrincípiodeLeChatelier.

b)Em ambosos casos, haverá umdesloca en
                                     m to                     5. F – F – V – F
    no sentido da direita, uma vez que, nos                     I.(F)Diminuição da tem e a u adeslocao
                                                                                       p r t r
    produtos, o volum gasoso é menor que
                      e                                         equilíbrio parao ladoexoté mico, ou sej
                                                                                             r          a,
    nosreagen e
              t s.                                              nesse caso, para o lado dos reagen e  t s,
                                                                aumen andoasquantidade deCO e Cl2.
                                                                       t                   s
22. c
                                                                I .
                                                                 I(F)Se diminuirmosa quantidadede CO, o
A redução de volum causa um desloca e to
                   e                m n
                                                                equilíbrio se deslocano sentido de repor
  para o lado de menor volum gasoso. No
                             e
                                                                o CO retirado.
  casoA, o menorvolum gasosoé obtidocom
                      e
                                                                IV.(F)No equilíbrio,pode- eexpr s a [CO]
                                                                                        s      e s r:
  um desloca en
             m to para a direita. Mas, no
                                                                = [Cl ]
                                                                     2
  caso B, ambosos ladosapres t m mesmo
                            en a o
  volum gasoso,não havendodesloca en
        e                          m to.                        6. a)No sistema a concentraçãodeCO 2(g)
                                                                               2,
                                                                é maior que no sis   tem 1, portan
                                                                                         a           to a
23. b
                                                                reação de solubili aç
                                                                                    z ão(terceirareação)
O   único fator, nesse caso, que alt r a
                                       e a
                                                                estar mais deslocada no sentido de
                                                                      á
    constan ede equilíbrio é a tem e a u a. A
           t                      p r t r
                                                                formaçãodeíonsCa2+ e HCO 3– .
    pressão não varia porque os volum s dos
                                      e
                                                                b) A solubilidadede um gás em um líquido
    doisladosdareaçãosãoiguais.
                                                                aumen a à me
                                                                      t          dida que se diminui a
24. e                                                           tem e a u a. Ainda, de acordo com o
                                                                    p r t r
Pelasinformaçõesdo enunciado e análisedos                       princípio de Le Chatelier,parao equilíbrio
  gráficos,conclui-
                  - que:
                  se                                            repre en a por: CO 2(g)x CO 2(aq.)+ calor,a
                                                                      s t do
XYZH ()()aq.saq. O+ xΔ
    ()         <                                                diminuição da tem e a u a desloca o
                                                                                    p r t r
Analisandoasalt rn ti a
                  e a v s:                                      equilíbrio para a direita, favorecendo a
a)A reaçãodireta exoté mica.
                  é     r                                       dissoluçãode CO 2(g) e, consequen e e t
                                                                                                    t m n e,
b) No tem pot , as concentr
             1             açõe de X e Z são
                                s                               tamb m dissoluçãodo CaCO 3(s).
                                                                     é a
     iguais,masnão constan e
                           t s.                               7. b
c)O acréscimodeY não deslocaequilíbrio, pois
                                                              2C5H6 s C 10H12
     sólidotem  concentraçãoconstan e.
                                     t
                                                              A constan e c = [][]CHCH1012562= 3
                                                                          t K
d)Catalisadornão deslocaequilíbrio.
                                                              A situação da mistur pode ser avaliada,
                                                                                      a
                                                              calcul   ando- eo quo
                                                                            s      cientedo equilíbrio(Q):
Tarefa proposta
                                                              Q = [][][][]CHCH=dímeromonôm ero10125622

1. b
                                                              Mistura1 s Q = 075050 ,(,)= 3 = Kc, portan
                                                                                   2                    to
Umareaçãoreversív l,emestadode equilíbrio,
                  e
  mant r á assimindefinidam t desdeque
       e se-
         -                 en e,                              o siste a
                                                                     m estáemequilíbrio( ).
                                                                                        x
  o siste anão sej pertu bado por fatore
         m        a     r                s                    Mistura 2 s Q = 250100 ,(,) = 2,5 < Kc,
                                                                                     2

  ext rnos.
     e                                                        portan o siste a
                                                                    to      m tendea sedeslocarpara
2. Calculando a concentração de amônia no                     a direita,ele andoo Q até valordeKc ( ).
                                                                           v           o           w
    equilíbrio:                                               8. b
                                                              Na decomposição do éter, há formação dos

Kc322NHNH = ⋅[][][] s[]NH3=   ⋅− 64104= 8,0 ∙ 10–2 mol∙
                                                              produtosgasososCH 4, CO e H2, aumen a
                                                                                                 t ndo
                  23                                          a press tota damistur
                                                                     ão    l        a.
                                                                9.                                                   a)
                                                                O +HO     2(g)2e t r
                                                                                xo é micoendot r     2g2xtri c O 2(aq.)
                                                                                                      ( ) eoém 
                                                                                              é mico( f
                                                                                                     )
    L–1
                                                                Oxigêniodissolvido



A velocidade média da reação, em relação à
                                                                Como a dissolução do oxigênio é um
  amônia,é:
                                                                processoexoté mico, elaseráfavorecida
                                                                              r


  média ⋅ΔΔ[]NH32
                                                                por tem e a u a mais baixas. Portanto,
                                                                       p r t r s
                                                                haverámaisoxigênio dissolvidoemáguasa
vt     =
                                                                10 °C.
                                                                b) Como a pressãoatmosf ricaé maior no
                                                                                        é
                                                                lago que está na base da cordilheira, o
Assim,o tempo,emminuto,podesercalculadoa                        equilíbrio
  seguir:
                                                                OHO 2(g)21volumegasosoexotérmicoendo ∞
                                                                                                    +      tt
                                                                                                          ()g




    ΔΔ tv=⋅= ⋅⋅= ⋅⋅−−
                                                                              O Om o( q) v será
                                                                                 ri c2a. 0
                                                                érmico2(aq.)0vol m g so
                                                                                u e a so

                                                                deslocado para a direita, havendo, nessa
                                                                região,maisoxigêniodissolvido.
                                                          4
    [],,,,NH32801020108010201022média 1=
                                     −−

= 4,0 ∙ 10–1 = 0,4 minuto
3. F – V – V – V
I. (F) Quando aumen a a concentr ão de
                    t               aç
     reagen e o equi íbrioé deslocadoparao
            t s,    l
     lado dos produtos, portan too equilíbrio
     é deslocadoparaa direita.
10.      a)       3O2(g)           3          volum s
                                                   e                endotérmico   exot mico
                                                                                      ér

        g 3vlm e 2O3(g)2volumes
          )   oue 
                s

O   aume nto da temperatura favorece o processo                                                        (08)   Incorr te a. O    aumento   da
      endotérmi co, facilitando a produ çã o de oz ô nio.                                              tem e a u a
                                                                                                           p r t r     favorece   o   sentido
b) O aume nto da press ã o desloca o equilíbrio para o lado                                            endotér  mico.
                                                                                                  (16) Incorre a. Catalisadore não desloca
                                                                                                               t              s             m
      de m e nor volume gasoso, favorecendo a produ çã o
                                                                                                       equilíbrios.
      de oz ô nio.
                                                                                                  17. b
11. a) Pela tabela, nota- e que o aumento da
                                s
                                                                                                    I.(F)Kc = [ ] [ ] produtosreagen e
                                                                                                                                    t s
     tem e a u a aumen
         p r t r        ta a constan e de
                                        t
                                                                                                    Observamosna tabe al que, com o aumen to
     equilíbrio    pelo  desloca e to
                                  m n       de
                                                                                                    da tem e a u a, o valor de Kc diminuiu;
                                                                                                          p r t r
     equilíbrioparao ladodos produtos,logo
                                                                                                    portanto, o aumen   to da tem e a
                                                                                                                                    p r tura
     a reação diret (formação de etano) é
                     a
                                                                                                    desloca o equilíbrio no sentido dos
     endotér  mica.Nessecaso, a concentr ão
                                          aç
                                                                                                    reagen e ou sej sentidoendotér
                                                                                                          t s,      a,               mico.
     degásmetanodiminui.
b) Catalisador não desloca equilíbrio, apenas                                                            CO (g)+ 3H2(g)CH 4(g)+ H2O (g)exo. endo. 4V2V
     diminui o tempoparaque o equilíbrio sej a                                                       I I(F) O aumen
                                                                                                      I.               to de pressão desloca o
     alcançado, logo a concentração de H2(g)                                                         equilíbriono sentidodaformaçãodo CH 4.
     perm ec
          an e constan e. O
                         t       aumen to de                                                      18. c
     press ão, nesse caso, não desloca o                                                          Experim to Y a 100 °C, sem cata
                                                                                                         en                       lisador s
     equilíbrio porque o núme  ro de volu  mes                                                    gráficoII
     gasososno ladodos reagen e é igualao
                                 t s                                                              O aumen  to da tem e a u a favorece a
                                                                                                                     p r t r
     núm ero de volum sgasosos no lado dos
                      e                                                                           reação   endotérmica,  acarre a
                                                                                                                               t ndo    um
     produtos.                                                                                    aumen daconcentr ãodeB e diminuindoa
                                                                                                        to           aç
12. d                                                                                             concentr ãodeA.
                                                                                                           aç
A adição de catalisadorsomen e t fazcom que o                                                     Experim to Z a 20 °C, com cata
                                                                                                          en                       lisador s
   equilíbrio sej atingido mais rapidam t
                 a                       en e,                                                    gráficoI
   não deslocaesse  equilíbrio.                                                                   A adição do cata   lisador não provocará
13. d                                                                                             variação nas concen   trações de A e B,
                                                                                                  simp e m n e irá diminuir o tem
                                                                                                      l s e t                    po para o
            4HCl + O 2(g)_ 2H2O (g)+ 2Cl 1 5V 4V2
                (g)                     2(g)
                                                                                                  estab l ci e to
                                                                                                        e e m n do equilíbrio.
                                     a direita
a) (F) Aumentando- se a press ã o, desloca-se o equilíbrio para
                                                                                                  19. e
     (sen tido1).
                                                                                                  Paraequilíbrio:
b) (F) Aumen ando- e a concentração de Cl2,
              t     s
     desloca e o equilíbrio para a esquerda
              s
              -                                                                                   2NO 2(g)x N2(g)+ 2O2(g)



                                                                                                                                                  ⋅ ()
     (sen tido2).

                                                                                                                                                     ()
c)(F)Catalisadornão deslocao equilíbrio.
d) (V) Se a concentração de O 2 diminuir, o                                                       A expr s ão
                                                                                                        e s deKp é: K p p p pN O   2 2 2 NO   =          22


     equilíbrio se desloca para a esquerda
     (sen tido2).
e) (F) Diminuir a pressão desloca o equilíbrio
     paraa es  querda.
                                                                                                  A adição de cata        lisador não desloca o
14. a) Nesse caso, para cada um mol de CO,                                                        equilíbrio.
        forma se3 moldeH2.
             m-                                                                                   A expr s ãoda velocidadeda reação diret
                                                                                                           e s                                 a
                                    [ ] [H2] [CH4] [CO] Tempo                                     é: v = k ∙ [NO2]2 (admitindoreaçãoele en a )
                                                                                                                                        m t r.
b) A adição de catalisador acel r a reação,
                               e a                                                                O equilíbrio fornecido é homogêneo, porque
     mas não alt r a concentração de CO,
                 e a                                                                              todos os compo        nente estão no mes
                                                                                                                               s             mo
     assim:                                                                                       estadofísico.
                          [ ] [CO] Sem catalisadorCom catalisadorTempo                        5
         c) Como a reação diret é endotér
                               a         mica, o
         aumen  to da tem ep ratura desloca o
         equilíbrioparao ladodosprodutos.
      15. a
      Se a mistur de gases é comprimida, há
                    a
      aumen  tode pressão, portantodesloca e o
                                            s
                                            -
      equilíbrioparao ladodemenorvolum   e.
      Analisandoasmistur s:a
         I.2V = 2V
         Portanto,não sedesloca.
        I 4Vreag.x 2Vprod.
         I.
        Portanto,desloca eparaa direita.
                           s
                           -
        II
         I 2V = 2V
            .
        Portanto,não sedesloca.
        V. Vreag.x 2Vprod.
        Portanto,desloca eparaa esquerda.
                           s
                           -
        16. Soma= 37 (01+ 04 + 32)
        (02)Incorr t É exoté mica,poisΔ H < 0.
                      e a.    r
22   3 NO N +2O 2(g) 2(g) 2(g) V V x s                     deslocaparao lado de menosvolum nesse
                                                                                                    e,
     quandoseaumen a pressão,o equilíbriose
                     t a                                             caso, ladodosreagen e
                                                                                        t s.

20. Somente e 4.
             2                                                   Q c = 0,75
A elevação da temperatura desloca o equilíbrio da                V. (V) Sendo Q c < Kc, o siste a não está em
                                                                                                   m
     reaçãoI no sentidodosreagen e portan
                                 t s,      to                          equilíbrio: para o sis     tema atingir o
     diminuindo a formação de reagen e para a
                                    t s                                equilíbrio, o valorde Q c temqueaumen at r,
     reação I e, consequen e e t a produção
              I            t m n e,                                    ou sej a reação ocorreráno sentido da
                                                                               a,
     deácidonítrico.                                                   formaçãodos produtos(daesquerdapara
A    redução da pressão desloca o equilíbrio no                        a direita atéatingiro equilíbrioquímico.
                                                                                 )
     sentidodemaiorvolum portan a reaçãoI
                          e,     to                                  24. Recipiente o equilíbrioé atingido porque
                                                                                   I:
     fica deslocadapara o lado dos reagen e
                                         t s,                        a pressãode C no reci ienteIé menorque a
                                                                                         p
     tamb m diminuindo a produção de ácido
          é                                                          pressão de C    no equilíbrio; então a
     nítrico.                                                        subs ânciaA serátrans
                                                                          t                for ad emB e C até
                                                                                               m a
21. Fator 1. De acordo com o princípio de Le                         quea press deC sej p eq.)
                                                                               ão        a (C, .
  Chate   lier, quanto mais reagen e fort                                             C(g)A p(C, I) < p(C, eq.) Recipiente I
                                                                                           (s)


  adicionado, maisdeledeveráserconsumido.                            Recipient I : o equilíbrio será atingido
                                                                              e I
  Nesse caso, introdu     zindo- e mais O 2, o
                                s                                    porqueocorrea reaçãoA(s)+ B(s)+ C (g) então
                                                                                                          ;
  desloca e to para a direita — sentido da
             m n                                                     a subst ância A (sólido) irá produzir mais B
  combus ão seráfavorecido.
            t —                                                      (sólido)e C (gás atéque a press
                                                                                     )               ãode C sej  a
Fator 2. De acordo com o princípio de Le                             p eq.)
                                                                      (C, .
  Chate   lier, quando um produto é retirado,                                          A + B(s)p(C, II) = 0 Recipiente II
                                                                                        (s)

  ele dever ser repos
               á           to. A baixa umidade
                                                                     Recipient I I equilíbrio não será atingido
                                                                              e I: o
  rela  tiv do ar indica pequena pres
           a                            ença de
                                                                     porquea press   ãode C (p I I deveriadiminuir,
                                                                                                   )
                                                                                              (C, I )
  H2O (v) O equilíbrio, então, tende a produzir
        .
                                                                     o queé impossíve pornão haver subs ância
                                                                                      l               a     t
  H2O (v) sofrendo um desloca en
        ,                         m to para a
                                                                     B (sólida no recipient
                                                                              )            e.
  direita,queé o sentidodacombus ão.t
                                                                                   C(g)A p(C, III) > > > p(C, eq.) Recipiente III
                                                                                        (s)

22. Kc = [ ] [ ] H O H22 4 4                                         Recipient IV: o equilíbrio será atingido
                                                                               e
a) A adição de H2 farácom que uma part dele
                                       e                             porquea press ãode C no recipien eé maior
                                                                                                       t
     sej consumida, deslocando o equilíbrio
         a                                                           que a sua pressãono equilíbrio; C irá reagir
     paraa direita (reaçãodireta).                                   com B sólido, produzindo a subs ância A
                                                                                                         t
b) A adição de um sólido não alt r a  e a                            (sólida).
     concentração de nenhumparticipan edo
                                       t                                             C(g)B(s)p(C, IV)> p(C, eq.) Recipiente IV
     siste a em equilíbrio, não havendo, por
           m                                -
     tanto,nenhum   desloca en
                            m to.                                Capítulo 3 Equilíbrios iônicos
c) Catalisadore apenas faz m com que o
                 s            e
     equilíbrio sej atin
                    a   gido em menos tem po,                        Conexões
     sem,contudo,deslocá o.l
                           -
                                                                     Os principaisfatore que podeminfluenciar
                                                                                          s
23. F – F – V – V – V                                                emumaanálise  volum té ricasão:
                                                                       1. pH dassoluções  envolvidas;
         SO 2(g)+ NO 2(g)NO (g)+ SO 3(g)2V 2V Kc = 85
                                                                       2. tem e a u a
                                                                              p r t r deanálise;
                                                                       3. preparodassoluções;
I.(F)A variação de pressãonão irá deslocaro                            4. escolha do indicador;
      equilíbrio.                                                      5. equipa en s
                                                                                m to usadosnaanálise;
I .(F) Alter
 I            ando- e a tem e a u a, alt r se a
                   s       p r t r      e a-                           6. cuidadosoperacionais.
      constan e t deequilíbrio.                                      Maiores informações podem ser obtidas no
I I [ ] , , NO mol/L= = 0 1 5 0 02
 I (V)
    .                                                                artigo da revist Química Nova na Escola,
                                                                                      a
[] SO = 0,1 5 = 0,02 mol/L2                                          disponíveisno sitehttp://qnesc.sbq.org.br/
                                                                     online/qnesc17/a07.pdf(aces     soem 30 jun.


                                   ⋅ ⋅ = = = ⋅ ⋅ [][][][], , ,
                                                                     2011).
IV.(V)Q c 32 2 SO NO SO NO =                                     6

       0 15 5 0 02 0 02 0, ,, 2 5 0 0006 0 0008 34
       = =
Exercícios complementares                                                            23. a) O cianeto de sódio é um sal que sofre
                                                                                                  hidrólisebásica, jáque o íon cianeto(CN– )
9. c                                                                                              é derivado de um ácido fraco (o sódio é
Quantomaioro valordeKb, maisforte a base;
                                     é                                                            originado de base forte — NaOH — e não
  portan to, o hidróxido de meti al mônio é a                                                     sofre hidrólise Veja:
                                                                                                                 ).
  base mais forte e Zn(OH)      , a base mais
                           2(aq.)

  fraca.                                                                                 CN – + H              +       HCN H+ + OH – Meio básico Fenolftaleína vermelha H2O
                                                                                                                         CN – + H2O HCN + OH –
10. d
                                                                                                  b) O clore tode amônio é um salque sofre
Sabendo- eque:
       s
                                                                                                  hidróliseácida, jáque o íon amônio ()NH 4+
          Ácido fracoBase fracaÁcido forteBase forte   HCN + H2O H3O + + CN –                     é derivadode umabasefraca(o clore     toé
                                                                                                  originado de ácido forte — e não sofre
                                                  HNO 2 + H2O H3O + + NO 2–
        Ácido forte Base forteÁcido fracoBase fraca                                               hidrólise Veja:
                                                                                                           ).
e quetodoácido forte   tem umabaseconjugada
                                                                                     NH 4 + OH                     –   NH 4OH H+ + OH – Meio ácido Fenolftaleína incolor H2O
   fraca,e vice- versa,peloesque a
                -               m anterioro
                                                                                                                        NH 4 + H2O NH 4OH + H+ + +
   ácidoHNO 2 é maisforte queo ácidoHCN.
                                                                                                  24. • NaH3CCOO (sofrehidrólisebásica)
11. O limão apresenta características ácidas
   (pres nçade ácido cítrico). I sodesloca o
        e                       s                                                        H3CCOO – + H + H3CCOOH H+ + OH – Meio básico H2O
   equilíbrio da metil mina para a direita, por
                      a                                                                      H3CCOO – + H2O H3CCOOH + OH –
   causado consumo dos íons OH – pelosíons
   H+   vindos   do    limão.  Resul at do:   a
                                                                                                  • K2SO4
   concentração da metil mina diminui e, com
                           a                                                                      Não sofre hidrólise, pois é originado de
   ela,o cheirodepeixe.                                                                           dois ele ró tos forte KOH e H2SO 4. A
                                                                                                          t li          s:
                                                                                                  suasoluçãoaquosaé neutr   a.
12. d
Se acrescen a m sOH – , por efeitodo íon não
           t r o                                                                                  • NH 4Br (sofrehidróliseácida)
  comum,tere mo a reação:
               s
                                                                                     NH 4 + OH                     –    NH 4OH H+ + OH – Meio ácido H2O NH 4 + H2O
H3O + + OH –             x 2H2O                                                                                              H+ + NH 4OH + +
que diminuirá a concentr ão de H3O + ,
                          aç                                                                      • Na2CO 3 (sofrehidrólisebásica)
  deslocando o equilíbrio para a direita,
  aumen andoa concentraçãodeS2– .
       t                                                                                 CO 3 + H                  +   HCO 3 H+ + OH – Meio básico H2O CO 3 + H2O
21. e                                                                                                                     HCO 3 + OH – 2– –2 – –
De acordo com o enunciado: “[…] quando o pH                                                       • NaCN (sofr hidrólise
                                                                                                              e         básica)
  sanguíneo sobe acima do norma […] é
                                    l
  chamada dealcalos [… ]”
                    e                                                                     CN – + H                 +    HCN H+ + OH – Meio básico H2O CN – + H2O
                                                                                                                              HCN + OH –
Então, alcalos s alt [OH– ] (>10 mol/L) e
              e     a           –7

   baixa[H+ ] (<10 mol/L) altopH e baixopOH.
                  –7     s
                                                                                           Tarefa proposta
22. V – F – V – V – F
                                                                                           1. a

I (F)Se [H+ ] > 1 ⋅ 10–7 mol/Ls pH < 7
                                                                                           O maiorvalorde Ka indicao ácido maisforte.
 I.                                                                                        Como todos são monoácidos (apr s t m
                                                                                                                              e en a
                                                                                           apenas um hidrogênio ionizáv l a maior
                                                                                                                         e ),
                                                                                           concentr ão de H3O + (H ) será o ácido
                                                                                                     aç              +

                                                                                           fluorídrico(maiorKa).


Se [H+ ] < 1 ⋅ 10–7 mol/Ls pH > 7
                                                                                           2. b

                                                                                         Parconjugado Parconjugado   HClO4 + H2SO 4 H3SO 4 + ClO4 Ácido Base Ácido Base + –
                                                                                     7
V. (F) A [H+ ] aumen a, como pH = –log [H+ ]
                    t                                                           so
     valordepH diminui.
3. d                                                                                             Para a intensidade da cor aumen a   t r, o
a)+ H — N — H + OH – HH H — N — H + H — OH H                                          Base       equilíbrio dever ser deslocado para a
                                                                                                                   á
         Ácido                                                                                   direita, o que serápossíve com a adição de
                                                                                                                            l
                                                                                                 amônia (NH3), que retiraH+ de acordo com a
                                                                                                 seguinteequação:NH + H+             3            x NH 4+
                                                                                                 12. d
b)H — N — H + Na+ OH – H Na+ NH 2 + H — OH                                  BaseÁcido –          Lembrando que, quanto maior o valorde Ka,
                                                                                                 mais forteserá o ácido e menor o valor de
                                                                                                 pH, então:
c) Na2 CO 3 + H+ — OH – Na+ HCO 3 + Na+ OH –                                  BaseÁcido

         2– + –
                                                                                                             I - D; II - B; III - E; IV - A; V - C > Ka < pH
                                                                                                 13. c
d)Mg + 6H — O — H [Mg(H O)6 ]2+ BaseÁcido
    2+                 2
                                                                                                   I.(F)Se pH = 9, a alt concentr ãodeOH –
                                                                                                                        a        aç
                                                                                                   (10 mol/L)
                                                                                                       –5       provocadesloca en parao
                                                                                                                                m to
                                                                                                   ladodaminera z çli a ão.
4. e                                                                                               I . (F) A solução de NaCl não desloca
                                                                                                    I
Cálculodeα: Ka = α 2 · μ                                                                           equilíbrio.
2,5 · 10–4 = α 2 · 0,1 s α2 = 25 · 10–4                          s α = 5 · 10–2 s α =
   5%                                                                                            14. e
HNO 2 x H+ + NO 2–                                                                               Como NaOH é baseforte α = 100%, então:
                                                                                                                      s
0,1 molHNO 2/L s 0,1 molH+ /L 100%                                                           NaOH Na + OH      s H O = 100% aq. + aq. –       2   ()()()a   a )()() a
                                                                                                                                                                     q
[H+ ] 5%                                                                                         1 mol1 mol
[H+ ] = 5 · 10–3 mol/L                                                                           0,1 mol/L[OH– ]
                                                                                                 [OH– ] = 10–1 mol/L
5. Pelatabela,temosque o H2SO4 é mais forte                                                      Como: pOH = –log [OH– ]                       s pOH = –log 10–1 s
   queo HF, então:                                                                               pOH = 1
                                                                                                 Lembrandoque: pH + pOH = 14 s pH + 1 = 14 s
       Ácido Base Ácido Base   H2SO 4 + HF H2F+ + HSO 4 Parconjugado Parconjugado –
                                                                                                 pH = 13
6. a
O S2– recebe um H+ , por isso é uma base de
  Brönsted owry e doa par de elé rons,
           L
           -                          t
                                                                                                 15. V – V – V – F
                                                                                                   I.Correto.Kw = [H+ ] · [OH– ] = (1,00 · 10–7 ) =
                                                                                                                                                 2
  sendo,portan to,base deLewis.
                                                                                                   1,00 · 10–14 mol /L
                                                                                                                    2 2
7. A adição de substância básica retira H+ do                                                      I . Correto. A
                                                                                                    I                   formação de maior
   equilíbrio a partirda seguint equação: H+ +
                                e                                                                  concentração iônica (1,50 · 10–7 > 1,00 ·
   OH – x H2O                                                                                      10–7 ) indicaumaautoionizaçãomaisintensa
diminuindo sua concentração e deslocando o                                                         daágua.
   equilíbrioparaa direita.                                                                        II
                                                                                                    I Correto.Kw = [H+ ] · [OH– ] = (1,50· 10–7 ) =
                                                                                                      .                                          2

8. a                                                                                               2,25 · 10–14 mol /L
                                                                                                                    2 2

A adição de um íon comum () NH 4+ desloca o                                                        IV.Incorre   to.Águapura,a 37 °C, continua
  equilíbrioparaa direita,no sentidodo Na+ .                                                       sendoneutr pois:[H+ ] = [OH– ]
                                                                                                                 a,


9. a)Pelo gráfico, a 10 °C, a soluçãosaturada                                                    16. Ácido cítricox H+           + citrato–

      de CO 2 apres t 0,22 g de CO 2 em100 mL
                    en a                                                                         0,2 mol/L0,2 mol/L100%
      deágua,então:                                                                              [H+ ] 0,2%
0,22 g CO 2 100 mL                                                                               [H+ ] = 4 · 10–4
m1.000 mL(1L)                                                                                    pH = –log 4 · 10–4 s –pH = log4 + log10–4
m= 2,2 g deCO 2                                                                                  –pH = 0,6 + (–4) = 3,4 s pH = 3,4
Sabendoque: 1 molCO 2 44 g
                                                                                                 17. a
μ 2,2 g/L
                                                                                                 Fazendo- ea diluição:
                                                                                                          s
μ = 0,05 mol/L
                                                                                                 InicialFinal
b) Com o         aumen to da tem e a u a, a
                                  p r t r
                                                                                                 μ = 10–4 mol/Lμ = x
      concentração de CO 2 no siste adiminui,
                                     m
                                                                                                 V = 10 mLV = 100 mL
      deslocando o equilíbrio paraa esquerda.


                                                                                                 μ1 ⋅ V1 = μf ⋅ Vf s 10–4 ⋅ 10 = μf ⋅ 100 s μf = 10–5
      Como consequência, a concentr ão de
                                       aç
      H+ diminui, aumen
                      tandoo pH do meio.
   10. b
   A adição de ácido desloca o equilíbrio
   químicoparaa direita(LeChatelie ).
                                  r                                                              mol/L
   11. e                                                                                     8
Como NaOH é baseforte,α = 100%.                                                                                 Capítulo 4 Soluções- tampão / Produto
NaOH wNa+ + OH –
1 mol1 mol
                                                                                                                desolubilidade
10–5 mol/LμOH –
              s μOH – = 10–5 mol/L
                                                                                                                   Conexões
Sabendo que: pOH = –log [OH– ] s pOH = –log
  10–5                                                                                                                   a)Sim. A equaçãodo equilíbriopodeser:
pOH = 5 e pH = 9                                                                                                         H2O + H2O doaH+ doaH+ OH – + H3O + Base Base Ácido Ácido
                                                                                                                         b) Sim. Observ que tantono equilíbrio do
                                                                                                                                        e
18. a)pH = 3 wpOH = 11 (pH+ pOH = 14)                                                                                    ânion bicarbona   to como no equilíbrio do
[OH– ] = 10–11 mol/L                                                                                                     ânion hidrogenossu f t  l a o a água se
b)pH = 4 s [H+ ] = 10– 4 mol/L                                                                                           comport como ácido ou como base,
                                                                                                                                   a
c) O leit de magnésia, que apres t pH mais
          e                            en a                                                                              dependendodo meio.
     alto.
d)Não, poisa fenolf a e a incolorempH < 8.
                         t l ín é
                                                                                                                   Exercícios complementares
     O sucodelaran a,     j depH = 4,0, conferiráà                                                                 9. a
     fenolf a eínatonalidadeincolor, já que
               t l                                                                                                 Como o   sangue não sofre variações
     4 < 8. Mas isso não garant que o suco
                                      e                                                                            acentu a de pH, podemos classificá o
                                                                                                                         ad s                        l
                                                                                                                                                     -
     sej ácido, pois a acidezocorreempH < 7,
        a                                                                                                          comosolução- amp
                                                                                                                              t    ão.
     e o uso da fenolf a e a apenas nos
                               t l ín
     permi  tiu concluir que o pH do suco é
                                                                                                                   10. d
                                                                                                                   Para formar  mossolução- amp
                                                                                                                                           t   ãocom pH < 7
     menorque8.
                                                                                                                   (meio ácido), dever mo ter solução com
                                                                                                                                      e  s
19. d                                                                                                              ácido fraco e sal provenien e do mesmo
                                                                                                                                               t
Peloesque a:
         m                                                                                                         ácidofraco.
        123 3 Vermelho IntersecçãoVioletaAmareloVermelho Verde AmareloVerde AmareloAzul3,8 5 5,4 6 7,6             11. d
A intersecçãoestáentre5,4 e 6,0.                                                                                   A   dissolução    do   CaCl2   aumen a a
                                                                                                                                                        t
                                                                                                                   tem e a u a
                                                                                                                       p r t r do ambient logo, a dissolução
                                                                                                                                          e;
20. d
                                                                                                                   liberacalor:exot mica.
                                                                                                                                     ér
NaH3CCOO:     sofre   hidrólise do      ânion,
                                                                                                                   A dissoluçãodeKCl diminuia tem e a u a
                                                                                                                                                   p r t r do
  originandosoluçãobásica.
                                                                                                                   siste a; logo, a dissolução absorve calor:
                                                                                                                        m
NH 4Cl: sofre hidrólise do cátion, originando
                                                                                                                   endotér  mica.
  soluçãoácida.
NH 4H3CCOO:    sofre hidrólise dos       dois,                                                                           12.a) Pela tabe a, quanto maior a
                                                                                                                                          l
  originando    solução    neutr a,  pois   a                                                                            tem e a u a, menor o coefi iente de
                                                                                                                            p r t r               c
  constan et do ácidoé igualà dabase.                                                                                    solubilidade; logo, curva descenden e s
                                                                                                                                                            t
21. e                                                                                                                    dissoluçãoexot mica.
                                                                                                                                         ér
A constan e
         t de ionizaçãoda baseé maiorque a                                                                               b) A equação é: 2H3C 6H5O 7 +                        3Li CO 3
                                                                                                                                                                                2               w
   do ácidos pH leve e t básico.
                    m n e                                                                                                2Li C 6H5O 7 + 3H2O + 3CO 2
                                                                                                                            3


22. Soma= 3 (01+ 02)                                                                                               21. Equação de equilíbrio da dissolução do
(04)Incorreto.O CaCO 3 sofrehidrólisebásica,                                                                       fosfa decálcioe expr s ão
                                                                                                                        to             e s do Kps:



                                                                                                                                                                                                 ⋅
     gerandopH > 7.
(08)Incorreto.As soluçõesde ácido sulf rico
                                       ú
     apres t m
          en a                                                                                                  Ca PO Ca PO           (s)aq. 2+ aq. 3 3 42 4   3 2 ()()()x + − Kps3CaPO=



[] [] H= 2 SO          + 42–     ⋅ , poisH SO 1SO 2 4 42– x + 2H+ .                                                + −   [][]23 4 2



(16) Incorr to. A redução da acidez provoca
           e                                                                                                       Parahaverprecipitação:[] [] Ca PO 3 ps2 3 4 2 +                          −   ⋅>
     aumen no pH.
          to
23. c
Caso I a urina deveseralca
      s                    linizad portan
                                  a,      to                                                                       K
  deve e escolherum salque sofrahidrólise
        s
        -                                                                                                          Como [Ca ] = 2 · 10–3 mol/L, a [] PO3 4− para
                                                                                                                           2+

  básica (sal derivado de base forte e ácido                                                                       haverprecipitaçãodever sersuperiora:
                                                                                                                                          á



                                                                                                                                                                                           ⋅= ⋅⋅
   fraco) melhore opções:NaHCO 3 e Na2CO 3
         s       s
Caso I s a urina deveser acidificada, portan
      I                                     to
                                                                                                                [] [] ()[] Ca PO PO         3 3 2 3 4 2 25 33 4 2   1102 1011+   − − − −
  deve e escolherum salque sofrahidrólise
       s
       -
  ácida (sal derivado de ácido forte e base
   fraca s NH 4Cl
        )


                                                                                                                   ⋅ = ⋅ s 025−s
24. d
I.PerdadeCO 2 s desloca e to
                       m n paraa esquerdas
        diminui[H+ ] s pH aumen a.
                               t
        I . Aument [CO 2]
         I        a                                   s deslocamento para a
        direita aumen a + ] s pH diminui.
               s     t [H
        I I NaHCO 3 sofre hidrólise básica
         I.                                                                                              s pH
        aumen a
              t
[] PO3 4− H 0,35 ∙ 10–8 mol/L

s s [] [] , POPO 3 3 4 2 25 9 42 16 1 10 8 10 0 125 10 − −− − − = ⋅
                                                                          Assim, acima dessa concentração ocorrerá
                                                                          precipitação.
                                                                      9


    ⋅= ⋅
22. d                                                        Tampãoácido s ácido fraco + salcom ânion de
A substância mais indicada será aquel que
                                     a                         ácidofraco
  formao compostomenossol v l,ou sej o
                             ú e       a,                    Tampãobásico s basefraca+ salcom cátion de
  PbCrO4, porquepossuio menorvalorde Kps  .                    basefraca
  Das alt rn ti a o sal que produzirá o
          e a v s,                                           Nessecaso: NH 4Cl + NH 4OH
  PbCrO4 é o K2CrO4.
                                                               2. e
23. A equaçãodo equilíbrioé:                                   A adição de íons bicarbonatoe o aumentode
AgCl + 2NH3(aq.)x[Ag(NH)]C
      (s)                 3aq.aq.2() )+−+l
                                    (                          CO 2 desloca  m o equilíbrio segundo Le
Considerando o consumo de 0,3 mol/L de NH 3                    Chate lier.
  para a formação de 1,5 · 10–1 mol/L do íon                     3. a)HCN x H+ + CN –
  compl xo, a solubilidade do AgCl é
         e                                                       Início: 0,25 — —
  pratica en ea mes a solubilidade quando
          m t         m                                          Proporção:–x +x +x
  [NH3] = 3 mol/L.                                               Equilíbrio: (0,25– x)+x         +x
Então, tere mos: [Ag(NH ) ]+ = [Cl ] = 1,5 · 10–1
                       3 2        –
                                                                 Como pH = 5,0 w x = [H+ ] = [CN– ] = 10–5 e
  mol/L
                                                                 [HCN] = 0,25 mol/L
Na solução aquosa de AgCl, satur a, com ad
                                                                 Assim:
  corpodefundo,semNH 3, o equilíbrioserá:



AgCAgCaq.aq.ll,()()+−− + ⋅1310 1310 ,⋅−
                  x           5    5
                                                                 KaHCNHCN0,25= ⋅= ⋅=         +−−−−   [][][]()



                                                                 (),1010100255510 Ka = 4 · 10
                                                                                 s           –10
Como Kps= [Ag ] ∙ [Cl ] = (1,3 · 10–5 )∙ (1,3 · 10–5 )=
              +      –

  1,69 · 10–10 e lembr   ando que os equilíbrios
                                                                 b)Com a adiçãodeNaCN, temos:
  sãosimul â eos:
            t n
                                                                 [HCN] H 0,25 mol/L
Kps= [Ag ] ∙ [Cl ] s 1,69 · 10–10 = [Ag ] ∙ (1,5 · 10–1 )s
        +       –                      +
                                                                 [CN– ] H 0,35 mol/L
s Ag+ = 1,13 · 10–9 mol/L                                        Assim:
24. a)Cálculodaconcentraçãodeíon Hg2+ :

                                                             KaHCNHCNH0,25= ⋅⋅=       ⋅+ − − + [][][][][,]() 410035 ss
A equação é: HgSHgSmo     saq.2+aq.2() ) x+ −xll/d mo /
                                      (( )        m  l
        dm x
          33                                                                                                s      10




A expr s ão
      e s do Kpsé: Kps= [Hg2+ ] · [S2– ] s 9 ∙ 10–52 =


                                                                 s [H+ ] = 41002528610 ⋅⋅⋅−− (,)()
        x∙ xs s x= ⋅− 910
                                                                                      1010        ,0,35H mol/L
                         52




x= 3 ∙ 10–26 mol/dm       3
                                                                 Aplicandoo logaritmoe multiplicandopor
Como 1 molde íons Hg2+ corres     pondea 6 ∙ 1023                (–1):
        íons, tere mos:                                          –log [H+ ] = –log 2,86 – log 10–10              s pH = –
3 ∙ 10–26 ∙ 6 ∙ 1023 íons1 dm 3                                  0,46 + 10 s pH = 9,54
1 íon x
                                                               4. a
x= 55,5 dm     3
                                                               As soluções amp
                                                                          t
                                                                          -    ão têm como finalidade
O volum de água necess rio para encontra
            e                   á               r              mant r pH do meio constan e,mes
                                                                    e o                 t     mocom a
        umíon é 55 dm .  3
                                                               adiçãodepequenasquantidade de ácidosou
                                                                                          s
b) A solubilidadedo HgS, em água, é iguala 3 ∙                 bases.
        10–26 mol/dm.   3

Cálculo da quantidade de mat ria que se
                                    é                          5. a
        dissolv no volum de água exist t na
                 e           e          en e                   H3CCOOH (aq.)x H+ (aq.)+ HCCOO 3(aq.)–
        Terra:                                                 NaHCCOO +3(s)–HO 2 2 (aq.)+ + HCCOO 3(aq.)–
                                                                                →22Na
3 ∙ 10–26 moldeHgS 1 dm     3
                                                               A adição de aceta    to de sódio aumen a a   t
x1,4 ∙ 1021 dm   3
                                                               concentr ão de H3CCOO – , deslocando o
                                                                         aç
x= 4,2 ∙ 10–5 moldeHgS                                         equilíbrio do ácido acético paraa es      querda,
Esse volum de água é insuficient para
                 e                       e                     diminuindo a concentr ão de íons H+ e
                                                                                          aç
        solubili a 1 moldeHgS.
                 z r                                           aumen at ndoo pH dasolução.
Sabemos     que:
3 ∙ 10–26 moldeHgS 1 dm     3
                                                               6. F – V – V – V
1 moldeHgS V                                                     I. (F) Os dois ácidos possue somen eum
                                                                                             m       t
V = 3,33 ∙ 1025 dm    3
                                                                 hidrogênio ionizáv l e, por possuíre a
                                                                                     e                 m
O volum de água necess rio paradissolv r1
            e                  á             e                   mes aconcentr ão e o mes
                                                                      m            aç         mo volum a
                                                                                                       e
        moldeHgS seriamaiordo queo disponíve    l                ser neutr li a
                                                                            a z do, irão consumir a mes a
                                                                                                        m
        naTerra.                                                 quantidade  deNaOH na titu aç
                                                                                            l ão.
                                                               7. d
Tarefa proposta                                                  I.(F)Ácido acéticoé umácido fraco(α < 5%)
                                                                 e, portanto,emsoluçãoaquosa0,10 mol/
1. d
                                                                 L, encontra e pouco ionizado e terá pH
                                                                              s
                                                                              -
As soluções am ão
           t
           -  p sãofornecidaspor:
                                                                 maiorque1.
I . (V) Após a adição das primeira
 I                                  s        II
                                              I (V)O pontode equiva ênciana titu aç
                                                .                  l            l ão
quantidade s de base, o ácido já se          de um ácido fraco por uma base fort    e
encontra parcial e t neutr li a
                m n e     a z do, e a        ocorre em pH acima de 7, por causa da
solução resu tant é um tam ão, que
              l   e          p               hidrólisedo âniondeácido fraco.
deixará de existir quando ocorrer o     10
“salto” depH.
8. d                                                                    b)Kps = [Ca ] · [F ]2 s 1,5 · 10–10 = [Ca ] · (5 ·
                                                                                   2+     –                      2+

Não haveráprecipitação,pois, de acordo com a                            10–5 ) ss 1,5 · 10–10 = [Ca ] · 25 · 10–10 s [Ca ]
                                                                              2                    2+                   2+
  tabe a, solubi idade
       l a      l     do Li2CO 3 aumen a
                                      t com


                                                                                  1010 ⋅⋅−−
  a diminuiçãodatem e a u a.
                    p r t r
9. b                                                                    = 15102510    ,       ss[Ca2+ ] = 0,06 s [Ca2+ ] = 6
Como há umresfria e tona solução, a reação
                  m n
  é endotér mica, e a solubilidade do NH4Cl
  aumen a
        t como aumen datem e
                      to       p ratura.                                · 10–2 mol/L
10. a                                                              17. d
Soment a tem e a u a alt r o valor da
      e      p r t r     e a                                  AgCAgCmol/LsHOaq.+aq. llS )
                                                                                       ()(2



  constan e
         t deequilí rio.
                  b                                                 ( ( q+a. Lmol/Lmol/LSS
                                                                   ())). q −
11. c
AgCl                                                               Kps= [Ag ] · [Cl ]
                                                                           +       –

Kps= [Ag ] ∙ [Cl ] s 1,5 ∙ 10–10 = [Ag ] ∙ 10–2
        +       –                     +               s            Kps= S · S
s [Ag ] = 1,5 ∙ 10–8
     +                                                             Kps= S2 s SK=()ps

Ag2CrO4
Kps= [Ag ]2 ∙ []CrO42− s 1,0 ∙ 10–12 = [Ag ]2 ∙ 10–2
        +                                 +               s        18. Soma= 11 (01+ 02 + 08)
s [Ag ] = 1,0 ∙ 10–5
     +                                                        AgCAgCsHOaq.+aq. ll ()(( ( ( +a. (
                                                                                 () ) ) ) )
                                                                                   2         q −
AgI                                                                A adição de HCl ao equilíbrio aumen a a           t
Kps= [Ag ] ∙ [ – ] s 8,0 ∙ 10–17 = [Ag ] ∙ 10–2
        +     I                       +           s                concentração molar do Cl– deslocando o
s [Ag ] = 8,0 ∙ 10–15
     +
                                                                   equilíbrio para a esquerda, precipitando
                                                                   AgCl .(s)
AgBr
                                                                        (04) (F) O único fator que alt r a        e a
Kps= [Ag ] ∙ [Br ] s 7,0 ∙ 10–13 = [Ag ] ∙ 10–2 s [Ag ] =
          +     –                     +              +
                                                                        constan edo produtode solubilidadeé
                                                                                   t
   7,0 ∙ 10–11
                                                                        a tem e a u a.
                                                                             p r t r
Portanto,a ordemde precipitaçãoserádo que
                                                                        (16)(F)A adiçãode HCl(aq.)alt r o pH do
                                                                                                            e a
   precisa da menor quantidadede Ag+ para o
                                                                        meio e a concentração de AgCl, pois o
   queprecisa    demaiorquantidade:
                                                                        equílibrio é deslocado pelaação do íon
Ag AgBr, AgCl, Ag2CrO4
  I,
                                                                        comum.
12. a)BaCO3(aq.)+ CaSO4(aq.)wBaSO4(s)+ CaCO 3(s)                   19. A partir das concentraçõesna solução
b)Kps= [Ba ] ∙ [CO32– ] = (5,0 ∙ 10–5 ) = 2,5 ∙ 10–9
          2+                           2                           sobrenadan e,   t    vamos       deter   minar      os
                                                                   produtos    iônicos:
13. a)BaSOBaSOaq.aq.aq.4242()()() +− +
                                x                                  AgCl: [Ag ] · [Cl ] = 1,0 · 10–3 · 1,6 · 10–7 = 1,6 ·
                                                                             +        –

                                                                   10–10 = Kps(soluçãosatur a    ad )


     BaSO= ⋅+ − [][]
                                                                   Ag2SO 4: [Ag ]2 · []SO42− = (1,0 · 10–3 ) · 1,0 · 10–1
                                                                                 +                          2

b)Kps              242
                                                                   = = 1,0 · 10–6 · 1,0 · 10–1 = 1,0 · 10–7 < Kps
                                                                   (soluçãoinsaturad )    a
                                                                   Portanto,o precipitadoformadoé deAgCl.

c)BaSO4(s)x Baaq.()2+ + SO aq.42()−
                                                                   20. b
                                                              HgSHgSsHOaq.+aq.2()()() ) ) )
                                                                                    (((       a. 22+ − xxx
                                                                                               q
1,0 · 10–5 mol/L1,0 · 10–5 mol/L1,0 · 10–5 mol/L
Kps= (1,0 · 10–5 )· (1,0 · 10–5 )= 1,0 · 10–10                     Kps= [Hg2+ ] ∙ [S2– ] s 10–54 = x2

                                                                   x= 10–27 mol/L
                      )
14. a)MgOHMgOHsaq.aq.( + + −22 2()()(xSSS2
                                     )
                                                                   1 molHg2+ 1024 íons
                                                                   10–27 mol/Lx
Kps= [Mg ] · [OH– ]2 s S · (2S) = 4 · 10–12 s
        2+                    2
                                                                   x= 10–3 íons/L
                                                                   10–3 íons1 L
s 4S3 = 4 · 10–12 s S3 = 10–12 s S = 10–4 mol/L
                                                                   1 íon y
b)Mg(OH) + 2HCl x MgCl + 2H2O
            2                   2
                                                                   y=− 110 = 103 ou 1.000 L
                                                                           3

15. b                                                         11
AgCAgCsHOaq.+aq. ll )() ) ) ) qH
                    2 ()( ( ( ( +a. −


Kps= [Ag ] · [Cl ]
        +       –

1,8 · 10–10 = [Ag ] · 0,1
                 +




[],, Ag+ − − − = ⋅= ⋅18101018101019mol/L



   Observação: Não é necess rio somar a
                               á
   quantidadede Cl– dissolvido do AgCl com a
   quantidade de Cl– adicionado pelo NaCl,
   poisesta despr zí e
           é      e v l.
        16. a)CaFCaF         2 ( ()+−
                    saq.aq.22 () ) x +


        Kps= [Ca ] · [F ]2 = 1,5 · 10–10
                2+     –

        [Ca ] · [F ]2 = 2 · 10–4 · (5 · 10–5 ) = 2 · 10–4 ·
           2+     –                           2

        25 · 10–10 = = 5 · 10–13 < Kps
        Portanto,não ocorrerá         precipitação.
21. a)BaSOBaSOsaq.aq.4242()()() +− + SSS
                              x


Kps = [Ba ] · []SO42− = 1,6 · 10–9 s S2 = 1,6 · 10–9
         2+                                            ss S
      = 4 · 10–5 mol/L
Assim: [Ba 2+ ] = 4 · 10 –5 mol/L
b) A adiçã o de K 2 SO 4 desloca o equilíbrio de dissolu çã o do BaSO 4 para a esquerda, di minuin do a
      concentração de íons Ba 2+ , prejudiciais à saú de.
22. d
[Pb ] · [ – ]2 = Kps soluçãosatur a.
   2+    I           :             ad
[Pb ] · [ – ]2 > Kps ocorrerá
   2+    I          :         precipitação(sist m heterogên
                                               e a         eo).
[Pb ] · [ – ]2 < Kps soluçãoinsatur a.
   2+    I          :               ad
23. d
Mg(OH) x Mg
      2(s) aq.()2+ + 2OHaq.()–


10–4 mol/L10–4 mol/L2 · 10–4 mol/L
Kps= [Mg ] · [OH– ]2 s Kps= 10–4 · (2· 10–4 ) s
        2+                                   2

s Kps= 10–4 · 4 · 10–8 = 4 · 10–12
    24. d
     Soluçãosaturadado CaSO4:
CaSOCaSOsaq.aq.4242()()() +− + xxx
                        x

     Kps= [Ca ] · []SO42−
             2+

     1,0 · 10–4 = x· x
     x= 1,0 · 10–2 mol/Ls []SO42− = 1,0 · 10–2 mol/L
     NumasoluçãosaturadadePbSO4, temos:
     PbSOPbSOsaq.aq.4242()()()+− + e dispomosde[]SO42− = 1,0 · 10–2 mol/L
                             x
     Como Kps= [Pb ] · []SO42−
                     2+

     1,0 · 10–8 = [Pb ] · 1,0 · 10–2
                     2+




     [Pb ] = 10101010 ,,⋅⋅−− = 1,0 ∙ 10–6 mol/L
        2+           82




     Assim,tere  mos  umasoluçãosatur a
                                     ad dePbSO4 no vinho, quando:
     [Pb ] = 1,0 · 10–6 mol/L
        2+

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2º química

  • 1. química equilíbrio nas reações químicas 1 Capítulo 1Equilíbrio químico Conexões Eletrólis daáguaprovenien e e t do aratmos é f rico: 2H2O w2H2 + O 2 2N2 + 6H2 w4NH3 (N provenien e 2 t do aratmos é f rico) 4NH3 + 7O2 w4NO 2 + 6H2O Síntes do ácidonítrico: 2NO 2 + 1H2O e wHNO 3 + HNO 2 Exercícios complementares 9. a)Kc222HCOHOCO = ⋅⋅[][][][]Kpppp pHCOHOCO = ⋅⋅ 222 b)Kc22NONOO = ⋅[][][] Kppp 22 pNONOO = 22 ) ⋅( ( () ) 22 c)Kc22COHHO = ⋅[][][]KppppCOHHO = 22 ⋅ d)Kl AHH= ⋅+ + [] [][] c2 3236 KppH = 2 () 3 10. a)A equaçãoé: Zn + 2HCl wZnCl + H2 0 2 ou naforma iônica: Zn + 2H+ wZn + H2 0 2+ b) Não ocorre equilíbrio, pois, nessecaso, há formação de gás hidrogênio, e de acordo com o enunciado o siste aestá aber m to, impedindo que aconteça a reação inversa por causa do escap do gáshidrogênio. e c)Pelaequaçãoiônica: Zn2HZns0aq.20reagen e ( ((0e w t s)) ⋅ H + H aaq.2+g0produtos )()− H 1542 Δ H = Σ Hprod.– Σ Hreag.s s ΔH = [(–154)]– [(0)]s s ΔH = –154 kJ 11. b Kpreq.produtosr ag t s=[][]quantomaioro valordeKeq., maisdeslocadoo equilíbrioestar parao e en e á ladodosprodutos. 12. d Equilíbrios homogêneos são aquel sem que reagen e e produtos apres t muma única fase; e t s en a portan to,sãoos equilí riosI IV. b e 21. e
  • 2. Parao equilíbrio, a expr s ão e s deKp será:KppppNONO = ⋅() 2 22 Sabendoquep = 0,8 atm,p = 2 atm p = 1 atm,tere N O2 e NO 2 mos: Kp= ⋅(),1082 s Kp = 0,625 2 22. a)Kc = [CO 2] ∙ [H2O] b)KpppCOHO = ⋅=025, 22 De acordocoma equação,perceb mo que, paracadamolde CO 2 formado,tamb m formado e s é é ummolde H2O. Portanto, asquantidade deCO 2 e H2O formada na decomposiçãodo NaHCO 3 s s sãoiguais. Então:ppCOHO = 22 Substituindonaexpr s ão e s do Kp, temos: pppCOCOHO atm 202505 222 ) (== =, ,s 23. a) Como Keq.produtosreagentes=[][] e a 200 ºC Keq. = 0,68, ou seja, é menor que 1, a concentraçãodosreagen e é maiorquea concentr ãodosprodutos;logo, no equilíbrioa t s aç 200 ºC predomina os reagen e m t s. b) Paraque a concentraçãodos reagen e sej igualà dos pro t s a dutos, temosque terKc H 1; logo, pelatabe a, tem e a u a l a p r t r maispróximadessaconduçãoé 300 ºC. 24. F – F – V – F – V N 2O 4(g)x 2NO 2(g)Kc = 1,0 QppcNONO = 2 ) (== 22 24 1212() c < Kc s preva e e reaçãodiret ) (Q l c a a Tarefa proposta 1. c I (F)A velocidade I. dareaçãodiret a princípioé alt a a. 2. Soma= 26 (02+ 08 + 16) (01)(F)Podeserqualquer tem e a u a. p r t r (04)(F)Podehaver atétrês fases. 3. e No equilíbriocoexist m e todasasespéciesdareaçãoquímica. 4. b Paraqueocorraequilíbrio,o siste a m dever serfechado. á 5. d A velocidadeda reação diret (v ) vai diminuindo ao mesmotem a 1 poque a velocidadeda reação invers (v )vaiaumen a a 2 t ndo,atéseratingidoo equilíbrio,emqueasduasvelocidade seiguala s m.
  • 3. 2 6. a A velocidade da formação do composto volá l depende da velo ti cidade de decomposição do compostonão volá l.Como temosumequilíbrioquímico, a concentr ãode aldeído(compos ti aç to volá l aumen a áaté atingir o equilíbrio, a partir do qual sua concentração passa a ser ti ) t r constan e. t 7. a Como a expr s ão prc e s K produtosr ag t s=[][],tere e en e mos:Kc22HIH ⋅[][][] I= 2 8. a No equilíbrio, as velocidadesdas reações diret e indiret são iguais e as concentr a a açõe dos s participan e (reagen e e produtos perm ec m t s t s ) an e constan e t s. 9. a Como a expr s ão prc e s K produtosr ag t s=[][],tere e en e mos: 2NO 2(g)x 2NO (g)+ O 2(g) 10. e No cálculodeKc não participa sólidos,poissuasconcentrações m sãoconstan e t s. 11. e Se a velocidadeforiguala zero,não háocorrênciadereação,portan não háequilíbrio. to 12. a)A 225 °C, o valordeKc é muitopequeno;portanto,a concentraçãodosreagentes maiorque é a dosprodutos,predominandoCO e H2O. b)Quandoasconcentrações dosreagen e e produtos t s sãoaproxima damen e t iguais,a constan e c t K é próximade1. I so s ocorrea 825 °C. 13. Kppp NHNH1= ⋅= ⋅= =()()() ),(),, 3230204004040,,1 p322 (, 2 14. F – V – F – V I.(F)O valordaconstan e t deequilíbrioindicaa ext s deumareação,não a suavelocidade. en ão II I (F)O valormuitobaixoda constan e . t de equilíbrio (3,40 · 10–21 ) indica que a ext s en ãoda reação diret é muitope a quena;portanto,predomina N 2 e O 2 no equilíbrio. m 15. a)No equilíbrio,asvelocidades dasreações diret e inversa a seiguala portan m, to: v = v s k · [A] = k · [B] s kkBAKBA = =[][] [][] c 1 2 1 2 12 s b)Sendokk = Kc e k = 10k , isolandokk , tere 12 2 1 12 mos: 110110 = =kkk s c 12 16. Como Kc242COHCHHO = ⋅⋅[][][][] e sabendo que [CO] = 0,3 mol/L,[H ] = 0,8 mol/L, [CH4] = 0,4 3 2 mol/L,teremos: 567030804 ,,(,),[]=⋅⋅HO 2s [H2O] = 0,067 mol/L 3 17. A expressão Kpparao equilíbrioé: Kppp pCCC= ⋅PP ss Kp= ⋅0301015,,, s Kp= 0,20 de lll 325 18. a) Tempo[A] (10–3 mol · L–1)[B] (10–3 mol · L– 1) 011,6010011,30,320011,00,650010,51,11.00010,21,42.00010,01,62.50010,01,63.00010,01,6
  • 4. b)KBAc= = = [][],,,16100016 19. N2(g) + 3H2(g) x 2NH3(g) Início1 mol3mol0Variação– xmol– 3xmol+ 2xmolEquilíbrio(1– x)mol(3– 3x)mol2xmol Como, no equilíbrio,temos 0,08 moldeNH 3, concluímosquex= 0,04. Assim,a composiçãodamistur no equilíbrioé: a N 2 = 1 – 0,04 = 0,96 mol;H2 = 3 – 0,12 = 2,88 mol;NH3 = 0,08 mol 20. N2O4 x 2NO2Início1,50 mol0Variação– xmol+2xmolEquilíbio(1,50– x)mol2xmol Como no equilíbrio a concentração de NO 2 é igual a 0,060 mol/L e o volum é de 2 L, a e quantidade deNO 2 presen e t é: 1 L 0,060 mol 2 L ys y= 0,12 mol Portanto,x= 0,06, e a concentr ãodeN 2O 4 no equilíbrioé: aç [N2O 4] = 1442, = 0,72 mol/Le Kc224NONO = = = = ⋅− [][](,),, 230060720005510 2
  • 5. 3 21. e 1NH2COONH 4(s)x 2NH3(g)+ 1CO 2(g) A expr s ão e s do equilíbrioKp é expr s a e s por:Kp = (pNH ) · pCO2 3 2 Sendo2 : 1 a proporçãoemmolsdosgases NH 3 e CO 2, aspressõesparciaisdosgasestamb m é serão 2 : 1. A press tota emequilíbrioé iguala p, então:p = 2x+ x s s xp = 3 s p p NH 3 23 = ão l ⋅ s p p CO 2 3 = s K p p p p= pO ⋅ = 23 3 427 2 3 3 22. d Sabendoque40% dosátomossedissociam: 2 molI 100% 2 nI 40% s nI = 0,8 moldissocia(reag ) 2 2 e I x 2I 2(g) (g) Início 2 mol0 Reage/Forma 0,8 mol1,6 molEquilíbrio 1,2 mol1,6 mol As concentraçõe emmol/Lno equilíbrioserão: s [], , , Imol4 L mol/L,[ mol4 L 2 = = 1 2 0 3 1 6 0s s , 4 mol/L I] A expr s ão e s deKc e seuvalorserão:K K c 2 c I= = [ ] [ ] (, ), 2 2 0 4 0 3 s s s Kc = 0,53 I 23. a)CO (g) + H2O(g) x CO 2(g) + H2(g) Início 1 mol/L1 mol/L3 mol/L3 mol/LReage e forma +x +x –x –x Equilíbrio 1 + xmol/ L 1 + xmol/L3 – x3 – x Determinaçãodo Q QK c222cc H CO CO H O = ⋅⋅ = ⋅⋅ = > [ ] [ ] [ ] [ ] 3 3 1 1 9 s paradiminuirQ c no sentido de igualara Kc, temque haverformaçãodos reagen e pois assimaumen ao denomina t s, t dor e diminuio valordeQ c. Portanto,atéatingiro equilíbrio, a rapide da reaçãoé maiorno sentido z deformar maisCO. b)K xxxc 2 22 CO H CO H O = ⋅ ⋅ = − ⋅ − + ⋅ [ ] [ ] [ ] [ ] ()()()(s 4 3 3 1 1+ x) 2 31 2 31 2 22 = − + = − + ()()xxxxs 2 + 2x= 3 – xs 3x= 1 s x= 13 [CO] = [H2O] = 1 13 43 + = mol/Ls [CO 2] = [H2] = 3 13 83 − = mol/L 24. a)0,00,2 0,40,60,81,0 Pressãoparcial(atm)COCl CO, Cl Tempo 2 2 b)K p p p llpCO C COC = ⋅ = ⋅ 0 35 0 35 0 65 0 19 , , , , H 22 Capítulo 2 Deslocamento deequilíbrio químico Conexões 1. A reaçãoé exotérmica. 2. a)Quando o tuboé aquecido, pelareaçãodiretaserexotérmicae liberarcalor,o equilíbrio é deslocadoparaa esquerda,no sentidodeformaçãodaamônia(NH3).
  • 6. b)Quando o tuboé resfriado,pela reaçãodiret serexoté mica liberar a r e calor,o equilíbrioé deslocadoparaa direita,no sentidodeformaçãodo hidróxidodeamônio(NH+ 4 + OH – ). Exercícios complementares 9. A cerve aque estiver a 25 °C produzirá mais espuma, porque a tempera uramais elevada j t favorece desloca e to o m n no sentidoendotér mico:CO 2(g)exotérmicoendotérmicoeoém oed xtri c nCO 2(aq.) Portanto,maisCO 2(g)seráproduzido,e a geraçãodeespu a m serámaior. 10. a) As tempera urasmais altas favorecemos processos endotér t micos — que absorvem calor.A situaçãoB é queapres t tem e a u a en a p r t r maisalt do queseconcluiqueo sentidoda a, produção da subs ânciaazulé endotér t mico. Podemosconcluir, dessaforma, que a reação absorv calorno sentidodireto. e b) Como Kc = [ ] [ ] produtosreagen e , tere t s mosum menorvalorparaa constan e t quando a concentraçãodereagen e queé rosa— foralta.I so t — s ocorreno siste a m C. 11. a)K AB A B Tc() 2 3 1 23 = ⋅ = ⋅ = [ ] [ ] [ ] s K AB A B Tc () 3 2 1 = ⋅ = ⋅ [ ] [ ] [ ] = 1,5 1 2 b)Pelosgráficos, nota- eque um aumen s tona tem e a u a p r t r favorecea produçãode AB. Como umaumen detem e to p raturaprivilegiao sentidoendotérmico,conclui- equea formaçãodeAB s é endotérmica. 12. tO H S H O SO t μ (mol/L) 2 2 2 2 1 Como Kc = [ ] [ ] [ ] [ ] H O SO H S O 2222222 ⋅⋅ 3 e o equilíbriofoi deslocadono sentidoda produção demaisH2S e O 2 (sentidoendotérmico),seuvalordever diminuir. á
  • 7. 21. a)I:4HCl + 1O2(g)x 2H2O (g)+ 2Cl (g) 2(g) 4. a I 1CS2(g)+ 4H2(g)x 1CH4(g)+ 2H2S(g) I: PrincípiodeLeChatelier. b)Em ambosos casos, haverá umdesloca en m to 5. F – F – V – F no sentido da direita, uma vez que, nos I.(F)Diminuição da tem e a u adeslocao p r t r produtos, o volum gasoso é menor que e equilíbrio parao ladoexoté mico, ou sej r a, nosreagen e t s. nesse caso, para o lado dos reagen e t s, aumen andoasquantidade deCO e Cl2. t s 22. c I . I(F)Se diminuirmosa quantidadede CO, o A redução de volum causa um desloca e to e m n equilíbrio se deslocano sentido de repor para o lado de menor volum gasoso. No e o CO retirado. casoA, o menorvolum gasosoé obtidocom e IV.(F)No equilíbrio,pode- eexpr s a [CO] s e s r: um desloca en m to para a direita. Mas, no = [Cl ] 2 caso B, ambosos ladosapres t m mesmo en a o volum gasoso,não havendodesloca en e m to. 6. a)No sistema a concentraçãodeCO 2(g) 2, é maior que no sis tem 1, portan a to a 23. b reação de solubili aç z ão(terceirareação) O único fator, nesse caso, que alt r a e a estar mais deslocada no sentido de á constan ede equilíbrio é a tem e a u a. A t p r t r formaçãodeíonsCa2+ e HCO 3– . pressão não varia porque os volum s dos e b) A solubilidadede um gás em um líquido doisladosdareaçãosãoiguais. aumen a à me t dida que se diminui a 24. e tem e a u a. Ainda, de acordo com o p r t r Pelasinformaçõesdo enunciado e análisedos princípio de Le Chatelier,parao equilíbrio gráficos,conclui- - que: se repre en a por: CO 2(g)x CO 2(aq.)+ calor,a s t do XYZH ()()aq.saq. O+ xΔ () < diminuição da tem e a u a desloca o p r t r Analisandoasalt rn ti a e a v s: equilíbrio para a direita, favorecendo a a)A reaçãodireta exoté mica. é r dissoluçãode CO 2(g) e, consequen e e t t m n e, b) No tem pot , as concentr 1 açõe de X e Z são s tamb m dissoluçãodo CaCO 3(s). é a iguais,masnão constan e t s. 7. b c)O acréscimodeY não deslocaequilíbrio, pois 2C5H6 s C 10H12 sólidotem concentraçãoconstan e. t A constan e c = [][]CHCH1012562= 3 t K d)Catalisadornão deslocaequilíbrio. A situação da mistur pode ser avaliada, a calcul ando- eo quo s cientedo equilíbrio(Q): Tarefa proposta Q = [][][][]CHCH=dímeromonôm ero10125622 1. b Mistura1 s Q = 075050 ,(,)= 3 = Kc, portan 2 to Umareaçãoreversív l,emestadode equilíbrio, e mant r á assimindefinidam t desdeque e se- - en e, o siste a m estáemequilíbrio( ). x o siste anão sej pertu bado por fatore m a r s Mistura 2 s Q = 250100 ,(,) = 2,5 < Kc, 2 ext rnos. e portan o siste a to m tendea sedeslocarpara 2. Calculando a concentração de amônia no a direita,ele andoo Q até valordeKc ( ). v o w equilíbrio: 8. b Na decomposição do éter, há formação dos Kc322NHNH = ⋅[][][] s[]NH3= ⋅− 64104= 8,0 ∙ 10–2 mol∙ produtosgasososCH 4, CO e H2, aumen a t ndo 23 a press tota damistur ão l a. 9. a) O +HO 2(g)2e t r xo é micoendot r 2g2xtri c O 2(aq.) ( ) eoém  é mico( f ) L–1 Oxigêniodissolvido A velocidade média da reação, em relação à Como a dissolução do oxigênio é um amônia,é: processoexoté mico, elaseráfavorecida r média ⋅ΔΔ[]NH32 por tem e a u a mais baixas. Portanto, p r t r s haverámaisoxigênio dissolvidoemáguasa vt = 10 °C. b) Como a pressãoatmosf ricaé maior no é lago que está na base da cordilheira, o Assim,o tempo,emminuto,podesercalculadoa equilíbrio seguir: OHO 2(g)21volumegasosoexotérmicoendo ∞ + tt ()g ΔΔ tv=⋅= ⋅⋅= ⋅⋅−− O Om o( q) v será ri c2a. 0 érmico2(aq.)0vol m g so u e a so deslocado para a direita, havendo, nessa região,maisoxigêniodissolvido. 4 [],,,,NH32801020108010201022média 1= −− = 4,0 ∙ 10–1 = 0,4 minuto 3. F – V – V – V I. (F) Quando aumen a a concentr ão de t aç reagen e o equi íbrioé deslocadoparao t s, l lado dos produtos, portan too equilíbrio é deslocadoparaa direita.
  • 8. 10. a) 3O2(g) 3 volum s e endotérmico exot mico ér g 3vlm e 2O3(g)2volumes ) oue  s O aume nto da temperatura favorece o processo (08) Incorr te a. O aumento da endotérmi co, facilitando a produ çã o de oz ô nio. tem e a u a p r t r favorece o sentido b) O aume nto da press ã o desloca o equilíbrio para o lado endotér mico. (16) Incorre a. Catalisadore não desloca t s m de m e nor volume gasoso, favorecendo a produ çã o equilíbrios. de oz ô nio. 17. b 11. a) Pela tabela, nota- e que o aumento da s I.(F)Kc = [ ] [ ] produtosreagen e t s tem e a u a aumen p r t r ta a constan e de t Observamosna tabe al que, com o aumen to equilíbrio pelo desloca e to m n de da tem e a u a, o valor de Kc diminuiu; p r t r equilíbrioparao ladodos produtos,logo portanto, o aumen to da tem e a p r tura a reação diret (formação de etano) é a desloca o equilíbrio no sentido dos endotér mica.Nessecaso, a concentr ão aç reagen e ou sej sentidoendotér t s, a, mico. degásmetanodiminui. b) Catalisador não desloca equilíbrio, apenas CO (g)+ 3H2(g)CH 4(g)+ H2O (g)exo. endo. 4V2V diminui o tempoparaque o equilíbrio sej a I I(F) O aumen I. to de pressão desloca o alcançado, logo a concentração de H2(g) equilíbriono sentidodaformaçãodo CH 4. perm ec an e constan e. O t aumen to de 18. c press ão, nesse caso, não desloca o Experim to Y a 100 °C, sem cata en lisador s equilíbrio porque o núme ro de volu mes gráficoII gasososno ladodos reagen e é igualao t s O aumen to da tem e a u a favorece a p r t r núm ero de volum sgasosos no lado dos e reação endotérmica, acarre a t ndo um produtos. aumen daconcentr ãodeB e diminuindoa to aç 12. d concentr ãodeA. aç A adição de catalisadorsomen e t fazcom que o Experim to Z a 20 °C, com cata en lisador s equilíbrio sej atingido mais rapidam t a en e, gráficoI não deslocaesse equilíbrio. A adição do cata lisador não provocará 13. d variação nas concen trações de A e B, simp e m n e irá diminuir o tem l s e t po para o 4HCl + O 2(g)_ 2H2O (g)+ 2Cl 1 5V 4V2 (g) 2(g) estab l ci e to e e m n do equilíbrio. a direita a) (F) Aumentando- se a press ã o, desloca-se o equilíbrio para 19. e (sen tido1). Paraequilíbrio: b) (F) Aumen ando- e a concentração de Cl2, t s desloca e o equilíbrio para a esquerda s - 2NO 2(g)x N2(g)+ 2O2(g) ⋅ () (sen tido2). () c)(F)Catalisadornão deslocao equilíbrio. d) (V) Se a concentração de O 2 diminuir, o A expr s ão e s deKp é: K p p p pN O 2 2 2 NO = 22 equilíbrio se desloca para a esquerda (sen tido2). e) (F) Diminuir a pressão desloca o equilíbrio paraa es querda. A adição de cata lisador não desloca o 14. a) Nesse caso, para cada um mol de CO, equilíbrio. forma se3 moldeH2. m- A expr s ãoda velocidadeda reação diret e s a [ ] [H2] [CH4] [CO] Tempo é: v = k ∙ [NO2]2 (admitindoreaçãoele en a ) m t r. b) A adição de catalisador acel r a reação, e a O equilíbrio fornecido é homogêneo, porque mas não alt r a concentração de CO, e a todos os compo nente estão no mes s mo assim: estadofísico. [ ] [CO] Sem catalisadorCom catalisadorTempo 5 c) Como a reação diret é endotér a mica, o aumen to da tem ep ratura desloca o equilíbrioparao ladodosprodutos. 15. a Se a mistur de gases é comprimida, há a aumen tode pressão, portantodesloca e o s - equilíbrioparao ladodemenorvolum e. Analisandoasmistur s:a I.2V = 2V Portanto,não sedesloca. I 4Vreag.x 2Vprod. I. Portanto,desloca eparaa direita. s - II I 2V = 2V . Portanto,não sedesloca. V. Vreag.x 2Vprod. Portanto,desloca eparaa esquerda. s - 16. Soma= 37 (01+ 04 + 32) (02)Incorr t É exoté mica,poisΔ H < 0. e a. r
  • 9. 22 3 NO N +2O 2(g) 2(g) 2(g) V V x s deslocaparao lado de menosvolum nesse e, quandoseaumen a pressão,o equilíbriose t a caso, ladodosreagen e t s. 20. Somente e 4. 2 Q c = 0,75 A elevação da temperatura desloca o equilíbrio da V. (V) Sendo Q c < Kc, o siste a não está em m reaçãoI no sentidodosreagen e portan t s, to equilíbrio: para o sis tema atingir o diminuindo a formação de reagen e para a t s equilíbrio, o valorde Q c temqueaumen at r, reação I e, consequen e e t a produção I t m n e, ou sej a reação ocorreráno sentido da a, deácidonítrico. formaçãodos produtos(daesquerdapara A redução da pressão desloca o equilíbrio no a direita atéatingiro equilíbrioquímico. ) sentidodemaiorvolum portan a reaçãoI e, to 24. Recipiente o equilíbrioé atingido porque I: fica deslocadapara o lado dos reagen e t s, a pressãode C no reci ienteIé menorque a p tamb m diminuindo a produção de ácido é pressão de C no equilíbrio; então a nítrico. subs ânciaA serátrans t for ad emB e C até m a 21. Fator 1. De acordo com o princípio de Le quea press deC sej p eq.) ão a (C, . Chate lier, quanto mais reagen e fort C(g)A p(C, I) < p(C, eq.) Recipiente I (s) adicionado, maisdeledeveráserconsumido. Recipient I : o equilíbrio será atingido e I Nesse caso, introdu zindo- e mais O 2, o s porqueocorrea reaçãoA(s)+ B(s)+ C (g) então ; desloca e to para a direita — sentido da m n a subst ância A (sólido) irá produzir mais B combus ão seráfavorecido. t — (sólido)e C (gás atéque a press ) ãode C sej a Fator 2. De acordo com o princípio de Le p eq.) (C, . Chate lier, quando um produto é retirado, A + B(s)p(C, II) = 0 Recipiente II (s) ele dever ser repos á to. A baixa umidade Recipient I I equilíbrio não será atingido e I: o rela tiv do ar indica pequena pres a ença de porquea press ãode C (p I I deveriadiminuir, ) (C, I ) H2O (v) O equilíbrio, então, tende a produzir . o queé impossíve pornão haver subs ância l a t H2O (v) sofrendo um desloca en , m to para a B (sólida no recipient ) e. direita,queé o sentidodacombus ão.t C(g)A p(C, III) > > > p(C, eq.) Recipiente III (s) 22. Kc = [ ] [ ] H O H22 4 4 Recipient IV: o equilíbrio será atingido e a) A adição de H2 farácom que uma part dele e porquea press ãode C no recipien eé maior t sej consumida, deslocando o equilíbrio a que a sua pressãono equilíbrio; C irá reagir paraa direita (reaçãodireta). com B sólido, produzindo a subs ância A t b) A adição de um sólido não alt r a e a (sólida). concentração de nenhumparticipan edo t C(g)B(s)p(C, IV)> p(C, eq.) Recipiente IV siste a em equilíbrio, não havendo, por m - tanto,nenhum desloca en m to. Capítulo 3 Equilíbrios iônicos c) Catalisadore apenas faz m com que o s e equilíbrio sej atin a gido em menos tem po, Conexões sem,contudo,deslocá o.l - Os principaisfatore que podeminfluenciar s 23. F – F – V – V – V emumaanálise volum té ricasão: 1. pH dassoluções envolvidas; SO 2(g)+ NO 2(g)NO (g)+ SO 3(g)2V 2V Kc = 85 2. tem e a u a p r t r deanálise; 3. preparodassoluções; I.(F)A variação de pressãonão irá deslocaro 4. escolha do indicador; equilíbrio. 5. equipa en s m to usadosnaanálise; I .(F) Alter I ando- e a tem e a u a, alt r se a s p r t r e a- 6. cuidadosoperacionais. constan e t deequilíbrio. Maiores informações podem ser obtidas no I I [ ] , , NO mol/L= = 0 1 5 0 02 I (V) . artigo da revist Química Nova na Escola, a [] SO = 0,1 5 = 0,02 mol/L2 disponíveisno sitehttp://qnesc.sbq.org.br/ online/qnesc17/a07.pdf(aces soem 30 jun. ⋅ ⋅ = = = ⋅ ⋅ [][][][], , , 2011). IV.(V)Q c 32 2 SO NO SO NO = 6 0 15 5 0 02 0 02 0, ,, 2 5 0 0006 0 0008 34 = =
  • 10. Exercícios complementares 23. a) O cianeto de sódio é um sal que sofre hidrólisebásica, jáque o íon cianeto(CN– ) 9. c é derivado de um ácido fraco (o sódio é Quantomaioro valordeKb, maisforte a base; é originado de base forte — NaOH — e não portan to, o hidróxido de meti al mônio é a sofre hidrólise Veja: ). base mais forte e Zn(OH) , a base mais 2(aq.) fraca. CN – + H + HCN H+ + OH – Meio básico Fenolftaleína vermelha H2O CN – + H2O HCN + OH – 10. d b) O clore tode amônio é um salque sofre Sabendo- eque: s hidróliseácida, jáque o íon amônio ()NH 4+ Ácido fracoBase fracaÁcido forteBase forte HCN + H2O H3O + + CN – é derivadode umabasefraca(o clore toé originado de ácido forte — e não sofre HNO 2 + H2O H3O + + NO 2– Ácido forte Base forteÁcido fracoBase fraca hidrólise Veja: ). e quetodoácido forte tem umabaseconjugada NH 4 + OH – NH 4OH H+ + OH – Meio ácido Fenolftaleína incolor H2O fraca,e vice- versa,peloesque a - m anterioro NH 4 + H2O NH 4OH + H+ + + ácidoHNO 2 é maisforte queo ácidoHCN. 24. • NaH3CCOO (sofrehidrólisebásica) 11. O limão apresenta características ácidas (pres nçade ácido cítrico). I sodesloca o e s H3CCOO – + H + H3CCOOH H+ + OH – Meio básico H2O equilíbrio da metil mina para a direita, por a H3CCOO – + H2O H3CCOOH + OH – causado consumo dos íons OH – pelosíons H+ vindos do limão. Resul at do: a • K2SO4 concentração da metil mina diminui e, com a Não sofre hidrólise, pois é originado de ela,o cheirodepeixe. dois ele ró tos forte KOH e H2SO 4. A t li s: suasoluçãoaquosaé neutr a. 12. d Se acrescen a m sOH – , por efeitodo íon não t r o • NH 4Br (sofrehidróliseácida) comum,tere mo a reação: s NH 4 + OH – NH 4OH H+ + OH – Meio ácido H2O NH 4 + H2O H3O + + OH – x 2H2O H+ + NH 4OH + + que diminuirá a concentr ão de H3O + , aç • Na2CO 3 (sofrehidrólisebásica) deslocando o equilíbrio para a direita, aumen andoa concentraçãodeS2– . t CO 3 + H + HCO 3 H+ + OH – Meio básico H2O CO 3 + H2O 21. e HCO 3 + OH – 2– –2 – – De acordo com o enunciado: “[…] quando o pH • NaCN (sofr hidrólise e básica) sanguíneo sobe acima do norma […] é l chamada dealcalos [… ]” e CN – + H + HCN H+ + OH – Meio básico H2O CN – + H2O HCN + OH – Então, alcalos s alt [OH– ] (>10 mol/L) e e a –7 baixa[H+ ] (<10 mol/L) altopH e baixopOH. –7 s Tarefa proposta 22. V – F – V – V – F 1. a I (F)Se [H+ ] > 1 ⋅ 10–7 mol/Ls pH < 7 O maiorvalorde Ka indicao ácido maisforte. I. Como todos são monoácidos (apr s t m e en a apenas um hidrogênio ionizáv l a maior e ), concentr ão de H3O + (H ) será o ácido aç + fluorídrico(maiorKa). Se [H+ ] < 1 ⋅ 10–7 mol/Ls pH > 7 2. b Parconjugado Parconjugado HClO4 + H2SO 4 H3SO 4 + ClO4 Ácido Base Ácido Base + – 7 V. (F) A [H+ ] aumen a, como pH = –log [H+ ] t so valordepH diminui.
  • 11. 3. d Para a intensidade da cor aumen a t r, o a)+ H — N — H + OH – HH H — N — H + H — OH H Base equilíbrio dever ser deslocado para a á Ácido direita, o que serápossíve com a adição de l amônia (NH3), que retiraH+ de acordo com a seguinteequação:NH + H+ 3 x NH 4+ 12. d b)H — N — H + Na+ OH – H Na+ NH 2 + H — OH BaseÁcido – Lembrando que, quanto maior o valorde Ka, mais forteserá o ácido e menor o valor de pH, então: c) Na2 CO 3 + H+ — OH – Na+ HCO 3 + Na+ OH – BaseÁcido 2– + – I - D; II - B; III - E; IV - A; V - C > Ka < pH 13. c d)Mg + 6H — O — H [Mg(H O)6 ]2+ BaseÁcido 2+ 2 I.(F)Se pH = 9, a alt concentr ãodeOH – a aç (10 mol/L) –5 provocadesloca en parao m to ladodaminera z çli a ão. 4. e I . (F) A solução de NaCl não desloca I Cálculodeα: Ka = α 2 · μ equilíbrio. 2,5 · 10–4 = α 2 · 0,1 s α2 = 25 · 10–4 s α = 5 · 10–2 s α = 5% 14. e HNO 2 x H+ + NO 2– Como NaOH é baseforte α = 100%, então: s 0,1 molHNO 2/L s 0,1 molH+ /L 100% NaOH Na + OH s H O = 100% aq. + aq. – 2 ()()()a a )()() a q [H+ ] 5% 1 mol1 mol [H+ ] = 5 · 10–3 mol/L 0,1 mol/L[OH– ] [OH– ] = 10–1 mol/L 5. Pelatabela,temosque o H2SO4 é mais forte Como: pOH = –log [OH– ] s pOH = –log 10–1 s queo HF, então: pOH = 1 Lembrandoque: pH + pOH = 14 s pH + 1 = 14 s Ácido Base Ácido Base H2SO 4 + HF H2F+ + HSO 4 Parconjugado Parconjugado – pH = 13 6. a O S2– recebe um H+ , por isso é uma base de Brönsted owry e doa par de elé rons, L - t 15. V – V – V – F I.Correto.Kw = [H+ ] · [OH– ] = (1,00 · 10–7 ) = 2 sendo,portan to,base deLewis. 1,00 · 10–14 mol /L 2 2 7. A adição de substância básica retira H+ do I . Correto. A I formação de maior equilíbrio a partirda seguint equação: H+ + e concentração iônica (1,50 · 10–7 > 1,00 · OH – x H2O 10–7 ) indicaumaautoionizaçãomaisintensa diminuindo sua concentração e deslocando o daágua. equilíbrioparaa direita. II I Correto.Kw = [H+ ] · [OH– ] = (1,50· 10–7 ) = . 2 8. a 2,25 · 10–14 mol /L 2 2 A adição de um íon comum () NH 4+ desloca o IV.Incorre to.Águapura,a 37 °C, continua equilíbrioparaa direita,no sentidodo Na+ . sendoneutr pois:[H+ ] = [OH– ] a, 9. a)Pelo gráfico, a 10 °C, a soluçãosaturada 16. Ácido cítricox H+ + citrato– de CO 2 apres t 0,22 g de CO 2 em100 mL en a 0,2 mol/L0,2 mol/L100% deágua,então: [H+ ] 0,2% 0,22 g CO 2 100 mL [H+ ] = 4 · 10–4 m1.000 mL(1L) pH = –log 4 · 10–4 s –pH = log4 + log10–4 m= 2,2 g deCO 2 –pH = 0,6 + (–4) = 3,4 s pH = 3,4 Sabendoque: 1 molCO 2 44 g 17. a μ 2,2 g/L Fazendo- ea diluição: s μ = 0,05 mol/L InicialFinal b) Com o aumen to da tem e a u a, a p r t r μ = 10–4 mol/Lμ = x concentração de CO 2 no siste adiminui, m V = 10 mLV = 100 mL deslocando o equilíbrio paraa esquerda. μ1 ⋅ V1 = μf ⋅ Vf s 10–4 ⋅ 10 = μf ⋅ 100 s μf = 10–5 Como consequência, a concentr ão de aç H+ diminui, aumen tandoo pH do meio. 10. b A adição de ácido desloca o equilíbrio químicoparaa direita(LeChatelie ). r mol/L 11. e 8
  • 12. Como NaOH é baseforte,α = 100%. Capítulo 4 Soluções- tampão / Produto NaOH wNa+ + OH – 1 mol1 mol desolubilidade 10–5 mol/LμOH – s μOH – = 10–5 mol/L Conexões Sabendo que: pOH = –log [OH– ] s pOH = –log 10–5 a)Sim. A equaçãodo equilíbriopodeser: pOH = 5 e pH = 9 H2O + H2O doaH+ doaH+ OH – + H3O + Base Base Ácido Ácido b) Sim. Observ que tantono equilíbrio do e 18. a)pH = 3 wpOH = 11 (pH+ pOH = 14) ânion bicarbona to como no equilíbrio do [OH– ] = 10–11 mol/L ânion hidrogenossu f t l a o a água se b)pH = 4 s [H+ ] = 10– 4 mol/L comport como ácido ou como base, a c) O leit de magnésia, que apres t pH mais e en a dependendodo meio. alto. d)Não, poisa fenolf a e a incolorempH < 8. t l ín é Exercícios complementares O sucodelaran a, j depH = 4,0, conferiráà 9. a fenolf a eínatonalidadeincolor, já que t l Como o sangue não sofre variações 4 < 8. Mas isso não garant que o suco e acentu a de pH, podemos classificá o ad s l - sej ácido, pois a acidezocorreempH < 7, a comosolução- amp t ão. e o uso da fenolf a e a apenas nos t l ín permi tiu concluir que o pH do suco é 10. d Para formar mossolução- amp t ãocom pH < 7 menorque8. (meio ácido), dever mo ter solução com e s 19. d ácido fraco e sal provenien e do mesmo t Peloesque a: m ácidofraco. 123 3 Vermelho IntersecçãoVioletaAmareloVermelho Verde AmareloVerde AmareloAzul3,8 5 5,4 6 7,6 11. d A intersecçãoestáentre5,4 e 6,0. A dissolução do CaCl2 aumen a a t tem e a u a p r t r do ambient logo, a dissolução e; 20. d liberacalor:exot mica. ér NaH3CCOO: sofre hidrólise do ânion, A dissoluçãodeKCl diminuia tem e a u a p r t r do originandosoluçãobásica. siste a; logo, a dissolução absorve calor: m NH 4Cl: sofre hidrólise do cátion, originando endotér mica. soluçãoácida. NH 4H3CCOO: sofre hidrólise dos dois, 12.a) Pela tabe a, quanto maior a l originando solução neutr a, pois a tem e a u a, menor o coefi iente de p r t r c constan et do ácidoé igualà dabase. solubilidade; logo, curva descenden e s t 21. e dissoluçãoexot mica. ér A constan e t de ionizaçãoda baseé maiorque a b) A equação é: 2H3C 6H5O 7 + 3Li CO 3 2 w do ácidos pH leve e t básico. m n e 2Li C 6H5O 7 + 3H2O + 3CO 2 3 22. Soma= 3 (01+ 02) 21. Equação de equilíbrio da dissolução do (04)Incorreto.O CaCO 3 sofrehidrólisebásica, fosfa decálcioe expr s ão to e s do Kps: ⋅ gerandopH > 7. (08)Incorreto.As soluçõesde ácido sulf rico ú apres t m en a Ca PO Ca PO (s)aq. 2+ aq. 3 3 42 4 3 2 ()()()x + − Kps3CaPO= [] [] H= 2 SO + 42– ⋅ , poisH SO 1SO 2 4 42– x + 2H+ . + − [][]23 4 2 (16) Incorr to. A redução da acidez provoca e Parahaverprecipitação:[] [] Ca PO 3 ps2 3 4 2 + − ⋅> aumen no pH. to 23. c Caso I a urina deveseralca s linizad portan a, to K deve e escolherum salque sofrahidrólise s - Como [Ca ] = 2 · 10–3 mol/L, a [] PO3 4− para 2+ básica (sal derivado de base forte e ácido haverprecipitaçãodever sersuperiora: á ⋅= ⋅⋅ fraco) melhore opções:NaHCO 3 e Na2CO 3 s s Caso I s a urina deveser acidificada, portan I to [] [] ()[] Ca PO PO 3 3 2 3 4 2 25 33 4 2 1102 1011+ − − − − deve e escolherum salque sofrahidrólise s - ácida (sal derivado de ácido forte e base fraca s NH 4Cl ) ⋅ = ⋅ s 025−s 24. d I.PerdadeCO 2 s desloca e to m n paraa esquerdas diminui[H+ ] s pH aumen a. t I . Aument [CO 2] I a s deslocamento para a direita aumen a + ] s pH diminui. s t [H I I NaHCO 3 sofre hidrólise básica I. s pH aumen a t
  • 13. [] PO3 4− H 0,35 ∙ 10–8 mol/L s s [] [] , POPO 3 3 4 2 25 9 42 16 1 10 8 10 0 125 10 − −− − − = ⋅ Assim, acima dessa concentração ocorrerá precipitação. 9 ⋅= ⋅
  • 14. 22. d Tampãoácido s ácido fraco + salcom ânion de A substância mais indicada será aquel que a ácidofraco formao compostomenossol v l,ou sej o ú e a, Tampãobásico s basefraca+ salcom cátion de PbCrO4, porquepossuio menorvalorde Kps . basefraca Das alt rn ti a o sal que produzirá o e a v s, Nessecaso: NH 4Cl + NH 4OH PbCrO4 é o K2CrO4. 2. e 23. A equaçãodo equilíbrioé: A adição de íons bicarbonatoe o aumentode AgCl + 2NH3(aq.)x[Ag(NH)]C (s) 3aq.aq.2() )+−+l ( CO 2 desloca m o equilíbrio segundo Le Considerando o consumo de 0,3 mol/L de NH 3 Chate lier. para a formação de 1,5 · 10–1 mol/L do íon 3. a)HCN x H+ + CN – compl xo, a solubilidade do AgCl é e Início: 0,25 — — pratica en ea mes a solubilidade quando m t m Proporção:–x +x +x [NH3] = 3 mol/L. Equilíbrio: (0,25– x)+x +x Então, tere mos: [Ag(NH ) ]+ = [Cl ] = 1,5 · 10–1 3 2 – Como pH = 5,0 w x = [H+ ] = [CN– ] = 10–5 e mol/L [HCN] = 0,25 mol/L Na solução aquosa de AgCl, satur a, com ad Assim: corpodefundo,semNH 3, o equilíbrioserá: AgCAgCaq.aq.ll,()()+−− + ⋅1310 1310 ,⋅− x 5 5 KaHCNHCN0,25= ⋅= ⋅= +−−−− [][][]() (),1010100255510 Ka = 4 · 10 s –10 Como Kps= [Ag ] ∙ [Cl ] = (1,3 · 10–5 )∙ (1,3 · 10–5 )= + – 1,69 · 10–10 e lembr ando que os equilíbrios b)Com a adiçãodeNaCN, temos: sãosimul â eos: t n [HCN] H 0,25 mol/L Kps= [Ag ] ∙ [Cl ] s 1,69 · 10–10 = [Ag ] ∙ (1,5 · 10–1 )s + – + [CN– ] H 0,35 mol/L s Ag+ = 1,13 · 10–9 mol/L Assim: 24. a)Cálculodaconcentraçãodeíon Hg2+ : KaHCNHCNH0,25= ⋅⋅= ⋅+ − − + [][][][][,]() 410035 ss A equação é: HgSHgSmo saq.2+aq.2() ) x+ −xll/d mo / (( ) m l dm x 33 s 10 A expr s ão e s do Kpsé: Kps= [Hg2+ ] · [S2– ] s 9 ∙ 10–52 = s [H+ ] = 41002528610 ⋅⋅⋅−− (,)() x∙ xs s x= ⋅− 910 1010 ,0,35H mol/L 52 x= 3 ∙ 10–26 mol/dm 3 Aplicandoo logaritmoe multiplicandopor Como 1 molde íons Hg2+ corres pondea 6 ∙ 1023 (–1): íons, tere mos: –log [H+ ] = –log 2,86 – log 10–10 s pH = – 3 ∙ 10–26 ∙ 6 ∙ 1023 íons1 dm 3 0,46 + 10 s pH = 9,54 1 íon x 4. a x= 55,5 dm 3 As soluções amp t - ão têm como finalidade O volum de água necess rio para encontra e á r mant r pH do meio constan e,mes e o t mocom a umíon é 55 dm . 3 adiçãodepequenasquantidade de ácidosou s b) A solubilidadedo HgS, em água, é iguala 3 ∙ bases. 10–26 mol/dm. 3 Cálculo da quantidade de mat ria que se é 5. a dissolv no volum de água exist t na e e en e H3CCOOH (aq.)x H+ (aq.)+ HCCOO 3(aq.)– Terra: NaHCCOO +3(s)–HO 2 2 (aq.)+ + HCCOO 3(aq.)– →22Na 3 ∙ 10–26 moldeHgS 1 dm 3 A adição de aceta to de sódio aumen a a t x1,4 ∙ 1021 dm 3 concentr ão de H3CCOO – , deslocando o aç x= 4,2 ∙ 10–5 moldeHgS equilíbrio do ácido acético paraa es querda, Esse volum de água é insuficient para e e diminuindo a concentr ão de íons H+ e aç solubili a 1 moldeHgS. z r aumen at ndoo pH dasolução. Sabemos que: 3 ∙ 10–26 moldeHgS 1 dm 3 6. F – V – V – V 1 moldeHgS V I. (F) Os dois ácidos possue somen eum m t V = 3,33 ∙ 1025 dm 3 hidrogênio ionizáv l e, por possuíre a e m O volum de água necess rio paradissolv r1 e á e mes aconcentr ão e o mes m aç mo volum a e moldeHgS seriamaiordo queo disponíve l ser neutr li a a z do, irão consumir a mes a m naTerra. quantidade deNaOH na titu aç l ão. 7. d Tarefa proposta I.(F)Ácido acéticoé umácido fraco(α < 5%) e, portanto,emsoluçãoaquosa0,10 mol/ 1. d L, encontra e pouco ionizado e terá pH s - As soluções am ão t - p sãofornecidaspor: maiorque1.
  • 15. I . (V) Após a adição das primeira I s II I (V)O pontode equiva ênciana titu aç . l l ão quantidade s de base, o ácido já se de um ácido fraco por uma base fort e encontra parcial e t neutr li a m n e a z do, e a ocorre em pH acima de 7, por causa da solução resu tant é um tam ão, que l e p hidrólisedo âniondeácido fraco. deixará de existir quando ocorrer o 10 “salto” depH.
  • 16. 8. d b)Kps = [Ca ] · [F ]2 s 1,5 · 10–10 = [Ca ] · (5 · 2+ – 2+ Não haveráprecipitação,pois, de acordo com a 10–5 ) ss 1,5 · 10–10 = [Ca ] · 25 · 10–10 s [Ca ] 2 2+ 2+ tabe a, solubi idade l a l do Li2CO 3 aumen a t com 1010 ⋅⋅−− a diminuiçãodatem e a u a. p r t r 9. b = 15102510 , ss[Ca2+ ] = 0,06 s [Ca2+ ] = 6 Como há umresfria e tona solução, a reação m n é endotér mica, e a solubilidade do NH4Cl aumen a t como aumen datem e to p ratura. · 10–2 mol/L 10. a 17. d Soment a tem e a u a alt r o valor da e p r t r e a AgCAgCmol/LsHOaq.+aq. llS ) ()(2 constan e t deequilí rio. b ( ( q+a. Lmol/Lmol/LSS ())). q − 11. c AgCl Kps= [Ag ] · [Cl ] + – Kps= [Ag ] ∙ [Cl ] s 1,5 ∙ 10–10 = [Ag ] ∙ 10–2 + – + s Kps= S · S s [Ag ] = 1,5 ∙ 10–8 + Kps= S2 s SK=()ps Ag2CrO4 Kps= [Ag ]2 ∙ []CrO42− s 1,0 ∙ 10–12 = [Ag ]2 ∙ 10–2 + + s 18. Soma= 11 (01+ 02 + 08) s [Ag ] = 1,0 ∙ 10–5 + AgCAgCsHOaq.+aq. ll ()(( ( ( +a. ( () ) ) ) ) 2 q − AgI A adição de HCl ao equilíbrio aumen a a t Kps= [Ag ] ∙ [ – ] s 8,0 ∙ 10–17 = [Ag ] ∙ 10–2 + I + s concentração molar do Cl– deslocando o s [Ag ] = 8,0 ∙ 10–15 + equilíbrio para a esquerda, precipitando AgCl .(s) AgBr (04) (F) O único fator que alt r a e a Kps= [Ag ] ∙ [Br ] s 7,0 ∙ 10–13 = [Ag ] ∙ 10–2 s [Ag ] = + – + + constan edo produtode solubilidadeé t 7,0 ∙ 10–11 a tem e a u a. p r t r Portanto,a ordemde precipitaçãoserádo que (16)(F)A adiçãode HCl(aq.)alt r o pH do e a precisa da menor quantidadede Ag+ para o meio e a concentração de AgCl, pois o queprecisa demaiorquantidade: equílibrio é deslocado pelaação do íon Ag AgBr, AgCl, Ag2CrO4 I, comum. 12. a)BaCO3(aq.)+ CaSO4(aq.)wBaSO4(s)+ CaCO 3(s) 19. A partir das concentraçõesna solução b)Kps= [Ba ] ∙ [CO32– ] = (5,0 ∙ 10–5 ) = 2,5 ∙ 10–9 2+ 2 sobrenadan e, t vamos deter minar os produtos iônicos: 13. a)BaSOBaSOaq.aq.aq.4242()()() +− + x AgCl: [Ag ] · [Cl ] = 1,0 · 10–3 · 1,6 · 10–7 = 1,6 · + – 10–10 = Kps(soluçãosatur a ad ) BaSO= ⋅+ − [][] Ag2SO 4: [Ag ]2 · []SO42− = (1,0 · 10–3 ) · 1,0 · 10–1 + 2 b)Kps 242 = = 1,0 · 10–6 · 1,0 · 10–1 = 1,0 · 10–7 < Kps (soluçãoinsaturad ) a Portanto,o precipitadoformadoé deAgCl. c)BaSO4(s)x Baaq.()2+ + SO aq.42()− 20. b HgSHgSsHOaq.+aq.2()()() ) ) ) ((( a. 22+ − xxx q 1,0 · 10–5 mol/L1,0 · 10–5 mol/L1,0 · 10–5 mol/L Kps= (1,0 · 10–5 )· (1,0 · 10–5 )= 1,0 · 10–10 Kps= [Hg2+ ] ∙ [S2– ] s 10–54 = x2 x= 10–27 mol/L ) 14. a)MgOHMgOHsaq.aq.( + + −22 2()()(xSSS2 ) 1 molHg2+ 1024 íons 10–27 mol/Lx Kps= [Mg ] · [OH– ]2 s S · (2S) = 4 · 10–12 s 2+ 2 x= 10–3 íons/L 10–3 íons1 L s 4S3 = 4 · 10–12 s S3 = 10–12 s S = 10–4 mol/L 1 íon y b)Mg(OH) + 2HCl x MgCl + 2H2O 2 2 y=− 110 = 103 ou 1.000 L 3 15. b 11 AgCAgCsHOaq.+aq. ll )() ) ) ) qH 2 ()( ( ( ( +a. − Kps= [Ag ] · [Cl ] + – 1,8 · 10–10 = [Ag ] · 0,1 + [],, Ag+ − − − = ⋅= ⋅18101018101019mol/L Observação: Não é necess rio somar a á quantidadede Cl– dissolvido do AgCl com a quantidade de Cl– adicionado pelo NaCl, poisesta despr zí e é e v l. 16. a)CaFCaF 2 ( ()+− saq.aq.22 () ) x + Kps= [Ca ] · [F ]2 = 1,5 · 10–10 2+ – [Ca ] · [F ]2 = 2 · 10–4 · (5 · 10–5 ) = 2 · 10–4 · 2+ – 2 25 · 10–10 = = 5 · 10–13 < Kps Portanto,não ocorrerá precipitação.
  • 17. 21. a)BaSOBaSOsaq.aq.4242()()() +− + SSS x Kps = [Ba ] · []SO42− = 1,6 · 10–9 s S2 = 1,6 · 10–9 2+ ss S = 4 · 10–5 mol/L
  • 18. Assim: [Ba 2+ ] = 4 · 10 –5 mol/L b) A adiçã o de K 2 SO 4 desloca o equilíbrio de dissolu çã o do BaSO 4 para a esquerda, di minuin do a concentração de íons Ba 2+ , prejudiciais à saú de. 22. d [Pb ] · [ – ]2 = Kps soluçãosatur a. 2+ I : ad [Pb ] · [ – ]2 > Kps ocorrerá 2+ I : precipitação(sist m heterogên e a eo). [Pb ] · [ – ]2 < Kps soluçãoinsatur a. 2+ I : ad 23. d Mg(OH) x Mg 2(s) aq.()2+ + 2OHaq.()– 10–4 mol/L10–4 mol/L2 · 10–4 mol/L Kps= [Mg ] · [OH– ]2 s Kps= 10–4 · (2· 10–4 ) s 2+ 2 s Kps= 10–4 · 4 · 10–8 = 4 · 10–12 24. d Soluçãosaturadado CaSO4: CaSOCaSOsaq.aq.4242()()() +− + xxx x Kps= [Ca ] · []SO42− 2+ 1,0 · 10–4 = x· x x= 1,0 · 10–2 mol/Ls []SO42− = 1,0 · 10–2 mol/L NumasoluçãosaturadadePbSO4, temos: PbSOPbSOsaq.aq.4242()()()+− + e dispomosde[]SO42− = 1,0 · 10–2 mol/L x Como Kps= [Pb ] · []SO42− 2+ 1,0 · 10–8 = [Pb ] · 1,0 · 10–2 2+ [Pb ] = 10101010 ,,⋅⋅−− = 1,0 ∙ 10–6 mol/L 2+ 82 Assim,tere mos umasoluçãosatur a ad dePbSO4 no vinho, quando: [Pb ] = 1,0 · 10–6 mol/L 2+ 12