Exercícios de PH e POH PDF

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Exercício do assunto de ph e poh. Assunto da prova oficial....

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UNIVERSIDADE DE TAUBATÉ INSTITUTO BÁSICO DE CIÊNCIAS EXATAS CURSO DE GRADUAÇÃO DISCIPLINA – Química – Prof.Dra. Kátia Richetto

EQUILÍBRIO IÔNICO DA ÁGUA A água possui caráter anfótero, comportando-se como bases, aceitando prótons, e como ácidos, doando prótons. Quando as moléculas de água se chocam, devido ao seu constante movimento, há uma transferência de próton (H+) de uma molécula para outra, gerando uma autoionização, representada a seguir: H2O(l) ⟺ H+(aq) + OH−aq) Para o sistema anterior, temos a seguinte expressão da constante de equilíbrio: Ki = [H+][OH−][H2O] Em 1 L de água, a massa é de aproximadamente 1 Kg, e a concentração é constante e igual a 55,5 mol/L. Visto que a concentração da água não sofre variação, obtemos então uma nova constante de ionização: Kw = [H+][OH−] Essa nova constante é representada por Kw e recebe o nome de produto iônico da água. Experimentalmente à temperatura ambiente, verifica-se que Kw = 10−14, alterando-se apenas com a mudança de temperatura. Logo: 10−14 = [H+][OH−]→[H+]=[OH−]=10−7mol/L Esses baixos valores justificam o fato de a água ser um eletrólito tão fraco. A neutralidade da água pura deve-se ao fato da concentração dos íons H+ (10−7 mol/L) ser igual a concentração dos íons OH− (10−7 mol/L). Porém, quando uma substância é adicionada à água essas concentrações podem sofrer alterações, afetando o equilíbrio iônico da água. A adição de uma substância ácida ao sistema neutro provocará o aumento da concentração dos íons H+, formando uma solução ácida, e, consequentemente, diminuindo a concentração dos íons OH−. [H+] > 10−7 mol/L [OH−] < 10−7 mol/L [H+] [OH−] = 10−14 Se a concentração de OH−sofrer um aumento significa que a substância adicionada ao meio sofreu ionização liberando íons OH−, tornando a solução básica e, consequentemente diminuindo a concentração de íons H+, devido ao deslocamento do equilíbrio. [H+] < 10−7 [OH−] > 10−7 [H+][OH−] = 10−14 Mesmo se a adição de uma substância resultar na formação de uma solução ácida ou básica, o produto das concentrações de H+ e OH− mantém-se constante, igual a Kw.

PH E POH

Sorensen propôs, em 1909, o uso da escala de pH .Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça O bioquímico dinamarquês Peter Lauritz Sorensen (1868-1939) trabalhava no laboratório Carlsberg, em Copenhague, na Dinamarca, estudando reações enzimáticas e controle de qualidade da cerveja (nos quais a concentração dos íons de hidrogênio tem papel fundamental). Porém, as concentrações tanto do hidrônio [H 3O+(aq)] quanto do íon hidróxido [OH -(aq)], em soluções aquosas, aparecem em uma extensa faixa de números com expoentes negativos. Isso pode ser visto em vários casos, como os mostrados abaixo:

A concentração molar dos íons H+ e OH−de uma solução são geralmente potências de dez com expoente negativo. O químico dinamarquês Peter Lauritz Sörensen propôs uma maneira mais simples de indicar a acidez ou basicidade de uma solução, através do uso de logaritmos. Sörensen criou o conceito de pH (potencial hidrogeniônico) e pOH (potencial hidroxiliônico): ➢ Potencial hidrogeniônico - É o logaritmo negativo da concentração molar de íons H+. pH = -log [H+] Os valores de pH compreendem uma faixa de 0 a 14 unidades. Quando a solução possuir um

valor de pH entre 0 e 7, será uma solução ácida. Se o valor de pH estiver entre 7 e 14, a solução é considerada básica. Quando o pH for igual a 7, trata-se de um meio neutro. Substância

pH

vinagre

2,8

suco de laranja

3,0

vinho

3,8

Exemplos de substâncias ácidas: ➢ Potencial hidroxiliônico - É o logaritmo negativo da concentração molar de íons OH−. pOH = -log [OH−]

A soma do pH e do pOH dá 14 e a escala de pH é geralmente feita numa faixa numérica que vai de 0 a 14. Quanto menor o pH, mais ácida é a solução.

Assim como os valores de pH, os valores de pOH também compreendem uma faixa de 0 a 14 unidades. Quando o valor do pOH for maior que 0 e menor que 7, significa que o meio em questão é básico. Se o valor do pOH for maior que 7 significa que o meio é ácido. E se o pOH for igual a 7, o meio é neutro. Exemplos de substâncias básicas: Substância

pH

água do mar

8,0

sangue humano

7,4

soda cáustica

13,5

A soma dos valores de pH e pOH é igual a 14. Resumidamente temos: Meio ácido

Meio neutro

Meio básico

pH > 7

pH = 7

pH > 7

pOH > 7

pH = 7

pH < 7 pH + pOH = 14

Indicadores Os indicadores são espécies que apresentam cores diferentes conforme o pH do meio em que se encontram. Assim, se desejamos identificar se um meio é básico ou ácido, preparamos soluções desses indicadores para serem gotejadas na substância que se quer identificar. Seguem alguns exemplos: Fenolftaleína Se adicionarmos solução de fenolftaleína em um meio ácido ou neutro, ela se mantém incolor. Sua cor se altera a partir de pH = 8,2, ou seja, em meios básicos, ficando com coloração rosa. Azul de bromotimol Este indicador em meio ácido adquire coloração amarela, mais precisamente em pH abaixo de 6. Em meio básico com pH acima de 7,6, adquire coloração azul, e na faixa de neutralidade da solução a coloração fica esverdeada. Outros exemplos são o alaranjado de metila, papel de tornassol, indicadores naturais como o suco de repolho roxo, entre outros. Um método bastante preciso é a utilização do peagâmetro, que é um aparelho que detecta o pH de substâncias por meio da condutibilidade elétrica.

EXERCÍCIOS RESOLVIDOS (Mackenzie-SP) A análise feita durante um ano de chuva da cidade de São Paulo forneceu um valor médio de pH igual a 5. Comparando-se esse valor com o do pH da água pura, percebe-se que a [H+] na água da chuva é, em média: a) duas vezes menor. b) cinco vezes maior. c) cem vezes maior. d) duas vezes maior. e) cem vezes menor. Letra C. O pH da água pura é igual a 7, a concentração de íons H+é de 10-7 mol/L. A água da chuva em questão possui pH igual a 5,logo a concentração dos íons H+ é igual a 10−5. Logo, a relação entre as concentrações é: 10−510−7 = 100 A concentração dos íons H+ na água da chuva da cidade de São Paulo é 100 vezes maior que na água pura. (UFRJ) Em um potenciômetro, se faz a leitura de uma solução 0,001M de hidróxido de sódio (utilizado na neutralização do ácido lático). Sabendo-se que o grau de dissociação é total, o valor do pH encontrado corresponde a: a) 2,7. b) 5,4. c) 12,0. d) 11,0. e) 9,6. Gabarito Letra D. O hidróxido de sódio (NaOH) encontra-se totalmente dissociado, e isso significa que a concentração dos íons [OH−] no meio é a mesma do NaOH anteriormente, ou seja, 0,001M, ou 10−3. A partir disso, podemos calcular o pOH: pOH = -log[OH−] pOH = -log 10−3 pOH= 3*log 10 pOH = 3 Substituindo o valor na equação: pH + pOH = 14 pH = 14 – 3 = 11 1. Qual o pH de uma solução cuja concentração hidrogeniônica ([H +] é 10-8 ?

2. Calcular o pH de um meio cuja concentração hidrogeniônica é 0,01 mol/L.

3. Qual é o pH de uma solução cuja concentração hidroxiliônica é de 0,1 mol/L?

4. Calcular o pH de uma solução de ácido clorídrico – HCl – 0,1M

5. Determine o pH de uma solução 0,005M de ácido sulfúrico?

6.Uma solução apresenta concentração hidrogeniônica igual a 10 -11 mol/L. Qual é o seu pOH?

7. Foi preparada uma solução 0,04M de ácido clorídrico (HCl). Descobrir o seu pOH.

8. Foi preparada uma solução 0,8M de hidróxido de sódio (NaOH). Qual o seu pH?

9. Qual o pH de uma solução 0,2M de ácido acético (HAc), sabendo que, nessa diluição, o grau de ionização é igual a 0,5%?

10. Em uma solução aquosa 0,1M, o ácido acético (HAc) está 1% ionizado. Calcular a concentração hidrogeniônica e o pH da solução.

11. Qual é a concentração de íons H+ de uma cerveja cujo pH é 4,5

12. Em uma solução de pH=4, um mol de H+ está contido em quantos litros de solução?

13. O pH de uma solução de ácido clorídrico é 2. Adicionando-se um litro de água a um litro de solução de ácido clorídrico , qual o novo pH?

14. Dissolveu-se 5x10-4 mol do eletrólito forte Ca(OH)2 em água para obterem-se 100 mL de uma solução saturada desse hidróxido. Qual será o pH dessa solução?

15. A 3g de ácido acético (HAc – Massa molar 60g/mol) foi adicionada água suficiente para completar 500 mL de solução. Sabendo que nessa concentração o grau de ionização do ácido é de 1%, calcule, para essa solução: a)concentração hidrogeniônica – [H+] b)potencial hidrogeniônico - pH c)concentração hidroxiliônica – [OH -] d)potencial hidroxiliônico - pOH

16. Temos uma solução 0,05M de hidróxido de amônio (NH4OH). Calcular o pH e o pOH dessa solução, sabendo que a constante de ionização da base é 2x10 -5.

EXERCÍCIOS DE APOIO 01. O pH de uma solução é 6. Se reduzirmos o valor do pH da mesma solução para 2, a concentração de íons hidrogênio será: a) 10.000 vezes maior do que a inicial; b) 1.000 vezes maior do que a inicial; c) 1.000 vezes menor do que a inicial; d) 4 vezes menor do que a inicial; e) 3 vezes maior do que a inicial. 02. (SANTA CASA) Considerando os valores da constante de ionização da água em função da temperatura: Temperatura (K) Kw 298 1 x 10-14 323 5,3 x 10-14 Podemos afirmar que na água pura: a) [H+] = [OH-] a qualquer temperatura b) [OH-] > 1 x 10-7 a 298 K c) [H+] < 1 x 10-7 a 298 K d) [OH-] < 1 x 10-7 a 323 K e) [H+] < 1 x 10-7 a 323 K

03. (SANTA CASA) A 45°C o produto iônico da água é igual a 4 x 10-14. A essa temperatura o valor de [H+] de uma solução aquosa neutra é: a) 6 x 10-7 b) 2 x 10-7 c) 4 x 10-7 d) 2 x 10-14 e) 4 x 10-14 04. (PUC) O produto iônico da água aumenta com a temperatura e a 100°C vale aproximadamente 10-13. Nesta temperatura, uma solução que apresente pH = 7: a) é forçosamente básica. b) é forçosamente ácida. c) é forçosamente neutra. d) tem um caráter que depende da natureza do soluto. e) tem um caráter que depende da volatilidade do soluto. 05. (PUC) Para conseguirmos aumentar o pH de uma solução aquosa, devemos nela borbulhar o gás: a) clorídrico b) amônia c) cianídrico d) carbônico e) hidrogênio 06. (COMBIMED) Tem-se uma solução a pH = 7,0 e pretende-se acidificá-la de modo que o pH fique em torno de 6,0. Pode-se conseguir isso borbulhando na solução: a) NH3 b) H2 c) CH4 d) CO2 e) N2 07. (POUSO ALEGRE) O pH de uma solução que contém 8,5 x 10-3g por litro de OH- é: Dado: log 5 = 0,7 a) 10,7 b) 10 c) 9,3 d) 4,7 e) 3,3

O = 16

H=1

08. (UnB) Para evitar que os meninos continuem urinando nas piscinas que devem estar em pH neutro, vem sendo usado um indicador na água, que passa de incolor para vermelho vivo, no momento e que a acidez aumenta pela adição de ácido úrico. Considerando-se o volume de 4,5 litros de água de uma piscina atingindo por meio litro de urina contendo H+ na concentração 103 molar, a variação de pH será aproximadamente: a) 1 unidade b) 2 unidades c) 3 unidades d) 4 unidades e) n.d.a. 09. (FUVEST) Calcular a concentração hidroxiliônica e o pH de uma solução aquosa 0,01 molar de hidróxido de sódio, a 25°C. [H+] [HO-] = 10-14 (a 25°C) 10. (USP) Juntando-se cloreto de sódio a uma solução diluída de ácido clorídrico, o pH da solução: a) diminui. b) aumenta. c) permanece praticamente constante. d) diminui, passa por um mínimo e volta ao valor original. e) aumenta, passa por um máximo e volta ao valor original.

GABARITO 01. A02. A03. B04. A 05. B06. D07. A08. C 09. [OH-] = 10-2 íons . g / l pH = 12 10. C...