O tri-hidróxido de alumínio sólido, Al(OH)3(s), é uma substância utilizada para combater a acidez no estômago.
O Al(OH)3(s) (M = 78,01 g/mol), uma vez ingerido, reage com o ácido clorídrico, HCl(aq), um ácido forte, presente no conteúdo gástrico, numa reação que pode ser traduzida por
Num laboratório farmacêutico, estuda-se a variação de pH do conteúdo gástrico após a toma de um comprimido com 240 mg de Al(OH)3(s).
Para simular o conteúdo gástrico, utilizou-se uma solução de HCl(aq) de volume 800 cm³ e de concentração 3,16×10⁻² mol/dm³.
Considere que a reação é completa, que a variação de pH da solução se deve exclusivamente à adição de Al(OH)3(s), e que a variação de volume da solução é desprezável.
Determine o pH da solução após a adição de 240 mg de Al(OH)3(s).
Apresente todos os cálculos efetuados.
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Carlos Corrêa, professor e divulgador de ciência, num dos seus exercícios, demonstrou a impossibilidade de neutralizar a acidez do estômago pela ingestão de uma água alcalina.
O pH de uma solução aquosa foi medido com um aparelho cujo visor se apresenta na Figura 4.
O carácter químico da solução é
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Carlos Corrêa, professor e divulgador de ciência, num dos seus exercícios, demonstrou a impossibilidade de neutralizar a acidez do estômago pela ingestão de uma água alcalina.
Determine o volume de uma água alcalina, de pH 9,50, necessário para neutralizar 3,0 dm³ de suco gástrico de pH 2,00, a 25 °C.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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O di-hidrogénio, necessário para a produção de amoníaco, pode ser produzido por eletrólise da água.
A eletrólise da água, H2O(l), é uma reação de oxidação-redução provocada pela passagem de corrente elétrica contínua entre dois elétrodos mergulhados na água, formando di-hidrogénio, H2(g), e dioxigénio, O2(g), como se representa esquematicamente na Figura 1. Obtém-se «hidrogénio verde» quando, para a eletrólise da água, se recorre a energia elétrica proveniente de fontes renováveis.
Ao dissolver KOH(s) em água, verifica-se um aumento da temperatura da solução.
A dissolução do KOH(s) em água ocorre por
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O di-hidrogénio, necessário para a produção de amoníaco, pode ser produzido por eletrólise da água.
A eletrólise da água, H2O(l), é uma reação de oxidação-redução provocada pela passagem de corrente elétrica contínua entre dois elétrodos mergulhados na água, formando di-hidrogénio, H2(g), e dioxigénio, O2(g), como se representa esquematicamente na Figura 1. Obtém-se «hidrogénio verde» quando, para a eletrólise da água, se recorre a energia elétrica proveniente de fontes renováveis.
A passagem de corrente elétrica através da água pode ser facilitada adicionando-se, por exemplo, hidróxido de potássio, KOH (M = 56,11 g mol⁻¹), uma base forte muito solúvel em água.
O pH da solução pode ser medido com um aparelho medidor de pH. Este possui dois elétrodos, entre os quais se estabelece uma diferença de potencial, U, que é função do pH da solução.
A Figura 4 apresenta o gráfico do módulo da diferença de potencial, |U|, em função do pH da solução em análise, a 25 ºC.
Admita que, ao medir o pH de uma solução de KOH, se estabelece uma diferença de potencial aos terminais dos elétrodos idêntica à que se obteria aos terminais de uma resistência de 2,0×10⁶ Ω percorrida por uma corrente de 1,75×10⁻⁷ A.
Determine a massa de KOH necessária para preparar 500 cm³ dessa solução.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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O armazenamento e o transporte do di-hidrogénio, H2, têm sido estudados com vista à utilização deste gás como recurso energético.
Num laboratório, estuda-se um processo de armazenar quimicamente o H2 sob a forma de hidretos sólidos, mais fáceis e seguros de transportar, como é o caso do hidreto de sódio, NaH, cuja formação pode ser traduzida por
Na reação entre o NaH e a água, forma-se H2, de acordo com a equação
Admita que, nas reações (1) e (2), os reagentes se transformam completamente em produtos de reação e que não existem reações paralelas.
Procedeu-se à titulação de uma amostra de NaOH(aq), contida num balão de Erlenmeyer, com uma solução padrão de ácido clorídrico, HCl(aq), um ácido forte, contida numa bureta.
Selecione a opção que apresenta o esboço da curva da titulação, a 25 ºC.
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O armazenamento e o transporte do di-hidrogénio, H2, têm sido estudados com vista à utilização deste gás como recurso energético.
Num laboratório, estuda-se um processo de armazenar quimicamente o H2 sob a forma de hidretos sólidos, mais fáceis e seguros de transportar, como é o caso do hidreto de sódio, NaH, cuja formação pode ser traduzida por
Na reação entre o NaH e a água, forma-se H2, de acordo com a equação
Admita que, nas reações (1) e (2), os reagentes se transformam completamente em produtos de reação e que não existem reações paralelas.
Na reação (2), forma-se H2(g) e uma solução aquosa de hidróxido de sódio, NaOH(aq), uma base forte.
Considere que se obtêm 270 cm³ de NaOH(aq), de pH 13,78, a 25 ºC.
Admita que, nas condições de pressão e de temperatura em que este processo foi estudado, o volume molar do H2(g) é 26,4 dm³ mol⁻¹.
Determine o volume de H2(g) formado.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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Numa aula laboratorial, pretende-se que os alunos efetuem medições de massas e de volumes e, posteriormente, determinem o número de iões hidróxido, OH-, numa gota de água.
Outro grupo de alunos mediu um volume de 5,92 cm³ para 120 gotas de água pura, à temperatura de 25 ºC.
A autoionização da água pode ser traduzida por
Determine o número de iões OH- existentes, em média, numa gota de água pura.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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Os óxidos de nitrogénio, essencialmente provenientes da combustão nos motores dos automóveis e nas centrais térmicas, contribuem para a formação de diversas espécies químicas com impacto no ambiente.
Na atmosfera, os óxidos de nitrogénio podem originar o ácido nítrico, HNO3, um ácido forte, e o ácido nitroso, HNO2, um ácido fraco, que contribuem para a acidificação da água da chuva.
Considere duas soluções aquosas, uma de HNO3, com pH 1,00, e outra de HNO2, com pH 2,16, ambas com a mesma concentração e à mesma temperatura.
Soluções de HNO3 e de HNO2, de igual volume, foram tituladas com uma solução aquosa de uma base forte, NaOH, à temperatura de 25 ºC, até se atingir o ponto de equivalência.
O volume de titulante gasto para titular a solução de HNO2 é ___ ao volume de titulante gasto para titular a solução de HNO3, e o pH no ponto de equivalência para a titulação de HNO2 é ___ a 7.
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Os óxidos de nitrogénio, essencialmente provenientes da combustão nos motores dos automóveis e nas centrais térmicas, contribuem para a formação de diversas espécies químicas com impacto no ambiente.
Na atmosfera, os óxidos de nitrogénio podem originar o ácido nítrico, HNO3, um ácido forte, e o ácido nitroso, HNO2, um ácido fraco, que contribuem para a acidificação da água da chuva.
Considere duas soluções aquosas, uma de HNO3, com pH 1,00, e outra de HNO2, com pH 2,16, ambas com a mesma concentração e à mesma temperatura.
Determine a constante de acidez, Ka, do HNO2 para a temperatura considerada.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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A prova de 400 metros planos exige um esforço muscular intenso, o que pode levar à formação de ácido lático, CH3CH(OH)COOH, que, em excesso, causa dores musculares e cansaço.
O ácido lático é um ácido monoprótico que se ioniza parcialmente em água, de acordo com a equação
À temperatura de 25 ºC, a constante de acidez, Ka, é 1,38×10⁻⁴.
Num laboratório, encontra-se um frasco que apresenta um rótulo manuscrito: «ácido lático (aq), pH 2,65».
Para confirmar esta informação, foi retirada do frasco uma amostra de 50,00 mL da solução de ácido lático e foi feita uma titulação com uma solução padrão de NaOH, de concentração 1,00×10⁻² mol dm⁻³, tendo-se gastado 11,20 mL até se atingir o ponto de equivalência.
Determine o pH da solução de ácido lático, a 25 ºC, mostrando que o valor apresentado no rótulo está incorreto.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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A prova de 400 metros planos exige um esforço muscular intenso, o que pode levar à formação de ácido lático, CH3CH(OH)COOH, que, em excesso, causa dores musculares e cansaço.
A produção de ácido lático pode provocar uma descida de pH muscular.
Quando, a uma determinada temperatura, o pH diminui em 0,5, a concentração de H3O+(aq)
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No âmbito das suas metas ambientais, uma indústria cimenteira instalou um precipitador eletrostático (dispositivo que remove poeiras) numa chaminé, como esquematizado na Figura 7.
A utilização de carvão nas cimenteiras é responsável pela presença de dióxido de enxofre, SO2, nos gases à saída do precipitador eletrostático.
Admita que:
o teor de enxofre, S(s), no carvão é 3,5% (em massa);
na queima de 1,0 tonelada de carvão, todo o enxofre se espalha na atmosfera, sob a forma de SO2(g), numa área circular de 1,0 km de raio (A=πr²);
a precipitação nesta área arrasta os produtos gasosos resultantes da combustão e origina uma «toalha» líquida no solo de 10 mm de altura;
todo o enxofre presente no combustível fóssil é oxidado a ião sulfato, SO4²⁻(aq).
As duas reações que ocorrem podem ser traduzidas por
Determine o pH da água da chuva nesta área, após a queima de 1,0 tonelada de carvão.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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Numa titulação, a 25 ºC, 10,00 mL de uma solução diluída de ácido nítrico, HNO3(aq) (M = 63,02 g mol⁻¹), foram titulados com uma solução padrão de hidróxido de sódio, NaOH(aq), de concentração 0,100 mol dm⁻³.
A reação que ocorre pode ser traduzida por
O volume de base gasto até se atingir o ponto de equivalência (p.e.) foi 13,80 mL.
Selecione a opção que apresenta o esboço do gráfico que representa a curva da titulação, a 25 ºC.
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A água, H2O, é uma substância que apresenta propriedades físicas e químicas particulares.
A água é uma substância que reage com ela própria, ainda que em pequena extensão. A reação de autoionização da água é traduzida por
Na tabela seguinte, estão representados os valores do produto iónico da água, Kw, a diferentes temperaturas, θ, expressas em ºC.
| θ / ºC | Kw |
|---|---|
| 0 | 0,11×10⁻¹⁴ |
| 20 | 0,68×10⁻¹⁴ |
| 40 | 2,92×10⁻¹⁴ |
| 60 | 9,55×10⁻¹⁴ |
Explique, com base na análise da tabela, como varia o pOH da água pura em função do aumento da temperatura.
Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.
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No laboratório, existe uma solução concentrada de HNO3 (M = 63,02 g mol⁻¹; Ka muito elevado), com 68% (em massa) de HNO3 e massa volúmica 1,41 g cm⁻³.
Qual é o par ácido-base conjugado resultante da ionização do ácido nítrico em água?
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No laboratório, existe uma solução concentrada de HNO3 (M = 63,02 g mol⁻¹; Ka muito elevado), com 68% (em massa) de HNO3 e massa volúmica 1,41 g cm⁻³.
Calcule o volume de solução concentrada que é necessário para preparar 250 cm³ de uma solução diluída de HNO3 com pH de 0,30.
Apresente todos os cálculos efetuados.
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O dióxido de carbono, CO2, ao reagir com a água da chuva, origina um ácido fraco, o ácido carbónico, H2CO3.
A primeira ionização do ácido carbónico em água pode ser traduzida por
H2CO3(aq) + H2O(l) ⇌ HCO3-(aq) + H3O+(aq)
Quais são as duas espécies que resultam da segunda ionização do ácido carbónico em água?
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O ácido fosfórico, H3PO4(aq), é um ácido que, tal como o ácido cítrico, sofre em água ionizações sucessivas.
A primeira ionização do ácido fosfórico em água pode ser traduzida por
H3PO4(aq) + H2O(l) ⇌ H2PO4-(aq) + H3O+(aq)
Escreva as fórmulas químicas das duas espécies que resultam da segunda ionização do ácido fosfórico em água.
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O ácido fosfórico, H3PO4(aq), é um ácido que, tal como o ácido cítrico, sofre em água ionizações sucessivas.
Considere uma solução aquosa de ácido fosfórico e uma solução aquosa de ácido cítrico com a mesma concentração, a uma dada temperatura, T.
A constante de acidez definida para a primeira ionização de H3PO4(aq) é cerca de dez vezes maior do que a constante de acidez definida para a primeira ionização de C6H8O7(aq), à temperatura T.
Conclua, fundamentando, em qual das soluções será maior a concentração de OH⁻(aq), considerando apenas a contribuição da primeira ionização daqueles ácidos em água.
Escreva um texto estruturado, utilizando linguagem científica adequada.
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O ácido hipobromoso, HBrO(aq), usado como antimicrobiano, é um ácido cuja ionização em água se pode traduzir por
HBrO(aq) + H2O(l) ⇌ BrO-(aq) + H3O+(aq), Ka = 2,8×10⁻⁹, a 25°C
Adicionando algumas gotas de uma solução concentrada de uma base forte a uma solução aquosa de HBrO, obteve-se uma solução cujo pH, a 25°C, é 8,25.
Verifique que, na solução resultante, 1/3 do ácido hipobromoso está ionizado.
Explicite o seu raciocínio.
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O ácido hipobromoso, HBrO(aq), usado como antimicrobiano, é um ácido cuja ionização em água se pode traduzir por
HBrO(aq) + H2O(l) ⇌ BrO-(aq) + H3O+(aq), Ka = 2,8×10⁻⁹, a 25°C
A espécie HBrO(aq) tem uma ação antimicrobiana mais eficaz do que a espécie BrO-(aq).
Um aumento de pH favorece a reação
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O ácido sulfúrico, H2SO4(aq), ioniza-se de acordo com as reações traduzidas por
(1) H2SO4(aq) + H2O(l) → HSO4-(aq) + H3O+(aq), Ka1 elevado
(2) HSO4-(aq) + H2O(l) ⇌ SO4²-(aq) + H3O+(aq), Ka2 = 1,0×10⁻² (a 25°C)
O ácido conjugado da espécie SO4²-(aq) é a espécie
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O ácido sulfúrico, H2SO4(aq), ioniza-se de acordo com as reações traduzidas por
(1) H2SO4(aq) + H2O(l) → HSO4-(aq) + H3O+(aq), Ka1 elevado
(2) HSO4-(aq) + H2O(l) ⇌ SO4²-(aq) + H3O+(aq), Ka2 = 1,0×10⁻² (a 25°C)
Numa solução de H2SO4(aq) 1,00×10⁻² mol dm⁻³, a 25°C, a concentração de H3O+(aq) é
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Dissolveu-se amoníaco, NH3(g), em água, tendo-se obtido uma solução de concentração 2,27 mol dm⁻³ e de densidade 0,98 g cm⁻³, a 25°C.
O amoníaco, NH3(aq), é uma base fraca, cuja ionização em água pode ser traduzida por
NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4+(aq) + OH-(aq)
Adicionando algumas gotas de um ácido forte concentrado a um dado volume da solução de amoníaco, a concentração de OH-(aq)
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A emissão de óxidos de enxofre para a atmosfera, entre os quais o dióxido de enxofre, SO2(g), dá origem ao ácido sulfúrico, H2SO4(aq), presente nas chuvas ácidas.
A Figura 6 apresenta a curva da titulação de 10,00 cm³ de uma solução de ácido sulfúrico, H2SO4(aq), com uma solução padrão de hidróxido de sódio, NaOH(aq), de concentração 5,00×10⁻² mol dm⁻³.
A reação que ocorre pode ser traduzida por
H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)
Determine a concentração da solução de ácido sulfúrico.
Explicite o seu raciocínio, indicando todos os cálculos efetuados.
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A emissão de óxidos de enxofre para a atmosfera, entre os quais o dióxido de enxofre, SO2(g), dá origem ao ácido sulfúrico, H2SO4(aq), presente nas chuvas ácidas.
O ácido sulfúrico é um ácido diprótico que se ioniza em água em duas etapas sucessivas, traduzidas por
H2SO4(aq) + H2O(l) → HSO4-(aq) + H3O+(aq)
HSO4-(aq) + H2O(l) ⇌ SO4²-(aq) + H3O+(aq)
O ião HSO4-, ao ______ um protão, transforma-se na sua base conjugada, a espécie ______.
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O dióxido de carbono reage com a água, dando origem ao ácido carbónico, H2CO3(aq).
O ácido carbónico é um ácido diprótico que se ioniza em água em duas etapas sucessivas, traduzidas por
H2CO3(aq) + H2O(l) ⇌ HCO3-(aq) + H3O+(aq) (1)
HCO3-(aq) + H2O(l) ⇌ CO3²-(aq) + H3O+(aq) (2)
A espécie HCO3-(aq) é a base conjugada de ______ e o ácido conjugado de ______.
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O dióxido de carbono reage com a água, dando origem ao ácido carbónico, H2CO3(aq).
O ácido carbónico é um ácido diprótico que se ioniza em água em duas etapas sucessivas, traduzidas por
H2CO3(aq) + H2O(l) ⇌ HCO3-(aq) + H3O+(aq) (1)
HCO3-(aq) + H2O(l) ⇌ CO3²-(aq) + H3O+(aq) (2)
Apresente a expressão que traduz a constante de acidez, Ka, do ácido carbónico, definida para a reação (1).
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