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22.14.14: Capítulo 14

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    198360
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    1.

    Um exemplo de NH 3 como ácido conjugado:NH2+H+NH3;NH2+H+NH3;como base conjugada:NH4+(umaq)+OH(umaq)NH3(umaq)+H2O(l)NH4+(umaq)+OH(umaq)NH3(umaq)+H2O(l)

    3.

    (uma)H3O+(umaq)H+(umaq)+H2O(l);H3O+(umaq)H+(umaq)+H2O(l);(b)HCl(aq)H+(umaq)+Cl(umaq);HCl(aq)H+(umaq)+Cl(umaq);(c)NH3(umaq)H+(umaq)+NH2(umaq);NH3(umaq)H+(umaq)+NH2(umaq);(d)CH3CO2H(umaq)H+(umaq)+CH3CO2(umaq);CH3CO2H(umaq)H+(umaq)+CH3CO2(umaq);(e)NH4+(umaq)H+(umaq)+NH3(umaq);NH4+(umaq)H+(umaq)+NH3(umaq);(f)HSO4(umaq)H+(umaq)+ENTÃO42−(umaq)HSO4(umaq)H+(umaq)+ENTÃO42−(umaq)

    5.

    (uma)H2O(l)+H+(umaq)H3O+(umaq);H2O(l)+H+(umaq)H3O+(umaq);(b)OH(umaq)+H+(umaq)H2O(l);OH(umaq)+H+(umaq)H2O(l);(c)NH3(umaq)+H+(umaq)NH4+(umaq);NH3(umaq)+H+(umaq)NH4+(umaq);(d)LATA(umaq)+H+(umaq)HCN(umaq);LATA(umaq)+H+(umaq)HCN(umaq);(e)S2−(umaq)+H+(umaq)HS(umaq);S2−(umaq)+H+(umaq)HS(umaq);(f)H2PO4(umaq)+H+(umaq)H3PO4(umaq)H2PO4(umaq)+H+(umaq)H3PO4(umaq)

    7.

    (a) H 2 O, O 2−; (b) H 3 O +, OH ; (c) H 2 CO 3,CO32−;CO32−;(d)NH4+,NH4+, NH2;NH2;(e) H 2 OS 4,ENTÃO42−;ENTÃO42−;(f)H3O2+,H3O2+, QUEM2;QUEM2;(g) H 2 S; − 2; (h)H6N22+,H6N22+,H 4 EM 2

    9.

    Os rótulos são ácido Brønsted-Lowry = BA; sua base conjugada = CB; base Brønsted-Lowry = BB; seu ácido conjugado = CA. (a) HNO 3 (BA), H 2 O (BB), H 3 O (+ CA),NÃO3(CB);NÃO3(CB);(b) CN (BB), H 2 O (BA), HCN (CA), OH (CB); (c) H 2 SO 4 (BA), Cl (BB), HCl (CA),HSO4(CB);HSO4(CB);(d)HSO4(BARRA),HSO4(BARRA),AH (BB),ENTÃO42−ENTÃO42−(CB), H 2 O (CA); (e) O 2− (BB), H 2 O (BA) OH (CB e CA); (f) [Cu (H 2 O) 3 (OH)] + (BB), [Al (H 2 O) 6] 3+ (BA), [Cu (H 2 O) 4] 2+ (CA), [Al (H 2 O) 4] 2+ (CA), [Al (H 2 O) 2 O) 5 (OH)] 2+ (CB); (g) H 2 S (BA),NH2(BB),NH2(BB),HS (CB), NH 3 (CA)

    11.

    As espécies anfipróticas podem ganhar ou perder um próton em uma reação química, agindo assim como base ou ácido. Um exemplo é H 2 O. Como ácido: H2O(umaq)+NH3(umaq)NH4+(umaq)+OH(umaq).H2O(umaq)+NH3(umaq)NH4+(umaq)+OH(umaq).Como base:H2O(umaq)+HCl(umaq)H3O+(umaq)+Cl(umaq)H2O(umaq)+HCl(umaq)H3O+(umaq)+Cl(umaq)

    13.

    anfiprótico: (a)NH3+H3O+NH4OH+H2O,NH3+H3O+NH4OH+H2O, NH3+OCH3NH2+CH3OH;NH3+OCH3NH2+CH3OH;(b)PULO42−+OHPO43−+H2O,PULO42−+OHPO43−+H2O, LÚPULO42−+Chlo4H2PO4+ClO4;LÚPULO42−+Chlo4H2PO4+ClO4;não anfiprótico: (c) Br ; (d)NH4+;NH4+;(e)Então43−Então43−

    15.

    Em uma solução neutra [H 3 O +] = [OH ]. A 40 °C, [H 3 O +] = [OH ] = (2,910 × 10 −14) 1/2 = 1,7××10 −7.

    17.

    x = 3,051××10 −7 M = [H 3 O +] = [OH ]; pH = −log3,051××10 −7 = − (−6,5156) = 6,5156; pOH = pH = 6,5156

    19.

    (a) pH = 3,587; pOH = 10,413; (b) pOH = 0,68; pH = 13,32; (c) pOH = 3,85; pH = 10,15; (d) pOH = −0,40; pH = 14,4

    21.

    [H 3 O +] = 3,0××10 −7 M; [OH ] = 3,3××10 −8 M

    23.

    [H 3 O +] = 1××10 −2 M; [OH ] = 1××10 −12 M

    25.

    [OH ] = 3,1××10 −12 M

    27.

    O sal ioniza em solução, mas o ânion reage levemente com a água para formar o ácido fraco. Essa reação também forma OH , o que faz com que a solução seja básica.

    29.

    [H 2 O] > [CH 3 CO 2 H] >[H3O+][H3O+][CH3CO2][CH3CO2]> [OH ]

    31.

    O estado de oxidação do enxofre em H 2 SO 4 é maior do que o estado de oxidação do enxofre em H 2 SO 3.

    33.

    Mg ( OH ) 2 ( s ) + 2 HCl ( uma q ) Mg 2+ ( uma q ) + 2 Cl ( uma q ) + 2H 2 O ( l ) BB BARRA CB CA Mg ( OH ) 2 ( s ) + 2 HCl ( uma q ) Mg 2+ ( uma q ) + 2 Cl ( uma q ) + 2H 2 O ( l ) BB BARRA CB CA

    35.

    Kuma=2.3×10−11Kuma=2.3×10−11

    37.

    A base mais forte ou o ácido mais forte é aquele com o maior K b ou K a, respectivamente. Nesses dois exemplos, eles são (CH 3) 2 NH eCH3NH3+.CH3NH3+.

    39.

    trietilamina

    41.

    (uma)HSO4;HSO4;maior eletronegatividade do íon central. (b) H 2 O; NH 3 é uma base e a água é neutra, ou decida com base nos valores de K a. (c) HI; PH 3 é mais fraco que HCl; HCl é mais fraco que HI. Assim, o PH 3 é mais fraco que o HI. (d) PH 3; em compostos binários de hidrogênio com não metais, a acidez aumenta para o elemento inferior em um grupo. (e) HBr; em um período, a acidez aumenta da esquerda para a direita; em um grupo, aumenta de cima para baixo. Br está à esquerda e abaixo de S, então HBr é o ácido mais forte.

    43.

    (a) NaHSEO 3 < NaHSO 3 < NaHSO 4; em polioxi-ácidos, o elemento central mais eletronegativo - S, neste caso - forma o ácido mais forte. O maior número de átomos de oxigênio no átomo central (conferindo-lhe um estado de oxidação mais alto) também cria uma maior liberação de átomos de hidrogênio, resultando em um ácido mais forte. Como sal, a acidez aumenta da mesma maneira. (b)ClO2<BRo2<IO2;ClO2<BRo2<IO2;a basicidade dos ânions em uma série de ácidos será o oposto da acidez em seus oxiácidos. A acidez aumenta à medida que a eletronegatividade do átomo central aumenta. Cl é mais eletronegativo que Br e I é o menos eletronegativo dos três. (c) HOI < HOBr < HOCl; em uma série da mesma forma de oxiácidos, a acidez aumenta à medida que a eletronegatividade do átomo central aumenta. Cl é mais eletronegativo que Br e I é o menos eletronegativo dos três. (d) HOCl < HOClo < HOClo 2 < HOClo 3; em uma série de oxiácidos do mesmo elemento central, a acidez aumenta à medida que o número de átomos de oxigênio aumenta (ou à medida que o estado de oxidação do átomo central aumenta). (e)O<HS<<PH2<NH2;O<HS<<PH2<NH2; PH2PH2eNH2NH2são ânions de bases fracas, então eles agem como bases fortes em direção a H +.OOe HS são ânions de ácidos fracos, então eles têm menos caráter básico. Em um grupo periódico, o elemento mais eletronegativo tem o ânion mais básico. (f)BRo4<BRo3<BRo2<BRo;BRo4<BRo3<BRo2<BRo;com um número maior de átomos de oxigênio (ou seja, à medida que o estado de oxidação do íon central aumenta), o ácido correspondente se torna mais ácido e o ânion, consequentemente, menos básico.

    45.

    [ H 2 O ] > [ C 6 H 4 OH ( CO 2 H ) ] > [H] + ] 0 > [C] 6 H 4 OH ( CO 2 ) ] [ C 6 H 4 O ( CO 2 H ) ] > [ OH ] [ H 2 O ] > [ C 6 H 4 OH ( CO 2 H ) ] > [H] + ] 0 > [C] 6 H 4 OH ( CO 2 ) ] [ C 6 H 4 O ( CO 2 H ) ] > [ OH ]

    47.

    1. Suponha que a mudança na concentração inicial do ácido à medida que o equilíbrio é estabelecido possa ser negligenciada, então essa concentração pode ser considerada constante e igual ao valor inicial da concentração total de ácido. 2. Suponha que possamos negligenciar a contribuição da água para a concentração de equilíbrio de H 3 O +.

    48.

    (b) A adição de HCl

    50.

    (a) A adição de HCl adicionará íons H 3 O +, que então reagirão com os íons OH , diminuindo sua concentração. O equilíbrio mudará para a direita, aumentando a concentração de HNO 2 e diminuindo a concentração deNÃO2NÃO2íons. (b) Adicionar HNO 2 aumenta a concentração de HNO 2 e desloca o equilíbrio para a esquerda, aumentando a concentração deNÃO2NÃO2íons e diminuição da concentração de íons OH . (c) A adição de NaOH adiciona íons OH , que deslocam o equilíbrio para a esquerda, aumentando a concentração deNÃO2NÃO2íons e diminuição das concentrações de HNO 2. (d) A adição de NaCl não tem efeito nas concentrações dos íons. (e) Adicionar KNO 2 adicionaNÃO2NÃO2íons e desloca o equilíbrio para a direita, aumentando as concentrações de íons HNO 2 e OH .

    52.

    Este é um caso em que a solução contém uma mistura de ácidos de diferentes forças de ionização. Em solução, o HCO 2 H existe principalmente como moléculas de HCO 2 H porque a ionização do ácido fraco é suprimida pelo ácido forte. Portanto, o HCO 2 H contribui com uma quantidade insignificante de íons hidrônio para a solução. O ácido mais forte, HCl, é o produtor dominante de íons hidrônio porque é completamente ionizado. Em tal solução, o ácido mais forte determina a concentração de íons hidrônio, e a ionização do ácido mais fraco é fixada pelo [H 3 O +] produzido pelo ácido mais forte.

    54.

    (uma)Kb=1.8×10−5;Kb=1.8×10−5; (b)Kuma=4.5×10−4;Kuma=4.5×10−4; (c)Kb=6.4×10−5;Kb=6.4×10−5; (d)Kuma=5.6×10−10Kuma=5.6×10−10

    56.

    K uma = 1.2 × 10 −2 K uma = 1.2 × 10 −2

    58.

    (uma)Kb=4.3×10−12Kb=4.3×10−12 (b)Kuma=1.6×1010Kuma=1.6×1010 (c)Kb=5.9×108Kb=5.9×108 (d)Kb=4.2×10−3Kb=4.2×10−3 (e)Kb=2.3×105Kb=2.3×105 (f)Kb=6.3×10−13Kb=6.3×10−13

    60.

    (uma)[H3O+] [ClO][Chlo]= (x)(x)(0,0092x) (x)(x)0,0092=2.9×10−8[H3O+] [ClO][Chlo]= (x)(x)(0,0092x) (x)(x)0,0092=2.9×10−8
    Resolver para x dá 1,63××10 −5 M. Esse valor é inferior a 5% de 0,0092, portanto, a suposição de que ele possa ser negligenciado é válida. Assim, as concentrações de espécies de soluto em equilíbrio são:
    [H 3 O +] = [ClO ] = 1,6××10 −5 M
    [HClO ] = 0,0092 M
    [OH ] = 6,1××10 −10 M;
    (b)[C6 H5NH3 +][OH][C6H5NH2]=(x)(x)(0,0784x) (x)(x)0,0784=4.3×10−10[C6 H5NH3 +][OH][C6H5NH2]=(x)(x)(0,0784x) (x)(x)0,0784=4.3×10−10
    Resolver para x dá 5,81××10 −6 M. Esse valor é inferior a 5% de 0,0784, portanto, a suposição de que ele pode ser negligenciado é válida. Assim, as concentrações de espécies de soluto em equilíbrio são:
    [C6H5 NH3+][C6H5 NH3+]= [OH ] = 5,8××10 −6 M
    [C 6 H 5 NH 2] = 0,0784 M
    [H 3 O +] = 1,7××10 −9 M;
    (c)[H3O+][LATA][HCN]=(x)(x)(0,0810x)(x)(x)0,0810=4.9×10−10[H3O+][LATA][HCN]=(x)(x)(0,0810x)(x)(x)0,0810=4.9×10−10
    Resolver para x dá 6,30××10 −6 M. Esse valor é inferior a 5% de 0,0810, portanto, a suposição de que ele pode ser negligenciado é válida. Assim, as concentrações de espécies de soluto em equilíbrio são:
    [H 3 O +] = [CN ] = 6,3××10 −6 M
    [HCN] = 0,0810 M
    [OH ] = 1,6××10 −9 M;
    (d)[(CH3)3NH+][OH][(CH3)3N]=(x)(x)(0,11x)(x)(x)0,11=6.3×10−5[(CH3)3NH+][OH][(CH3)3N]=(x)(x)(0,11x)(x)(x)0,11=6.3×10−5
    Resolver para x dá 2,63××10 −3 M. Esse valor é inferior a 5% de 0,11, portanto, a suposição de que ele pode ser negligenciado é válida. Assim, as concentrações de espécies de soluto em equilíbrio são:
    [(CH 3) 3 NH +] = [OH ] = 2,6××10 −3 M
    [(CH 3) 3 N] = 0,11 M
    [H 3 O +] = 3,8××10 −12 M;
    (e)[Fe(H2O)5(OH)+][H3O+][Fe(H2O)62+]=(x)(x)(0,120x)(x)(x)0,120=1.6×10−7[Fe(H2O)5(OH)+][H3O+][Fe(H2O)62+]=(x)(x)(0,120x)(x)(x)0,120=1.6×10−7
    Resolver para x dá 1,39××10 −4 M. Esse valor é inferior a 5% de 0,120, portanto, a suposição de que ele pode ser negligenciado é válida. Assim, as concentrações de espécies de soluto em equilíbrio são:
    [Fe (H 2 O) 5 (OH) +] = [H 3 O +] = 1,4××10 −4 M
    [Fe(H2O)62+][Fe(H2O)62+]= 0,120 M
    [OH ] = 7,2××10 −11 M

    62.

    pH = 2,41

    64.

    [C 10 H 14 N 2] = 0,049 M; [C 10 H 14 N 2 H +] = 1,9××10 −4 M; [C10H14N2H22+][C10H14N2H22+]= 1,4××10 −11 M; [OH ] = 1,9××10 −4 M; [H 3 O +] = 5,3××10 −11 M

    66.

    K uma = 1.2 × 10 −2 K uma = 1.2 × 10 −2

    68.

    K b = 1,77 × 10 −5 K b = 1,77 × 10 −5

    70.

    (a) ácido; (b) básico; (c) ácido; (d) neutro

    72.

    [H 3 O +] e[HCO3][HCO3]são praticamente iguais

    74.

    [C 6 H 4 (CO 2 H) 2] 7,2××10 −3 M, [C 6 H 4 (CO 2 H) (CO 2) ] = [H 3 O +] 2,8××10 −3 M,[C6H4(CO2)22−][C6H4(CO2)22−]3.9××10 −6 M, [OH ] 3,6××10 −12 M

    76.

    (uma)Ka2=1,5×10−11;Ka2=1,5×10−11;
    (b)Kb=4.3×10−12;Kb=4.3×10−12;
    (c)[Te2−][H3O+][O]=(x)(0,0141+x)(0,0141x)(x)(0,0141)0,0141=1,5×10−11[Te2−][H3O+][O]=(x)(0,0141+x)(0,0141x)(x)(0,0141)0,0141=1,5×10−11
    Resolver para x dá 1,5××10 −11 M. Portanto, comparado com 0,014 M, esse valor é insignificante (1,1)××10 −7%).

    78.

    O excesso de H 3 O + é removido principalmente pela reação: H3O+(umaq)+H2PO4(umaq)H3PO4(umaq)+H2O(l)H3O+(umaq)+H2PO4(umaq)H3PO4(umaq)+H2O(l)
    O excesso de base é removido pela reação: OH(umaq)+H3PO4(umaq)H2PO4(umaq)+H2O(l)OH(umaq)+H3PO4(umaq)H2PO4(umaq)+H2O(l)

    80.

    [H 3 O +] = 1,5××10 −4 M

    82.

    [OH ] = 4,2××10 −4 M

    84.

    (a) O HCl adicionado aumentará ligeiramente a concentração de H 3 O +, o que reagirá comCH3CO2CH3CO2e produza CH 3 CO 2 H no processo. Assim,[CH3CO2][CH3CO2]diminui e [CH 3 CO 2 H] aumenta. (b) O KCH 3 CO 2 adicionado aumentará a concentração de[CH3CO2][CH3CO2]que reagirá com H 3 O + e produzirá CH 3 CO 2 H no processo. Assim, [H 3 O +] diminui ligeiramente e [CH 3 CO 2 H] aumenta. (c) O NaCl adicionado não terá efeito na concentração dos íons. (d) O KOH adicionado produzirá íons OH , que reagirão com o H 3 O +, reduzindo assim [H 3 O +]. Alguns CH 3 CO 2 H adicionais se dissociarão, produzindo[CH3CO2][CH3CO2]íons no processo. Assim, [CH 3 CO 2 H] diminui ligeiramente e[CH3CO2][CH3CO2]aumenta. (e) O CH 3 CO 2 H adicionado aumentará sua concentração, fazendo com que mais dele se dissocie e produzindo mais[CH3CO2][CH3CO2]e H 3 O + no processo. Assim, [H 3 O +] aumenta ligeiramente e[CH3CO2][CH3CO2]aumenta.

    86.

    pH = 8,95

    88.

    37 g (0,27 mol)

    90.

    (a) pH = 5,222; (b) A solução é ácida. (c) pH = 5,220

    92.

    No ponto de equivalência na titulação de uma base fraca com um ácido forte, a solução resultante é levemente ácida devido à presença do ácido conjugado. Portanto, escolha um indicador que mude de cor na faixa ácida e coloque o pH entre parênteses no ponto de equivalência. A laranja metílica é um bom exemplo.

    94.

    (a) pH = 2,50; (b) pH = 4,01; (c) pH = 5,60; (d) pH = 8,35; (e) pH = 11,08