14.12: Exercícios

14.1 Ácidos e bases de Brønsted-Lowry

1.

Escreva equações que mostrem NH ₃ tanto como ácido conjugado quanto como base conjugada.

2.

Escreva equações que mostrem${\text{H}}_2{\text{PO}}_4{}^{\text{−}}$atuando tanto como ácido quanto como base.

3.

Mostre, por meio de equações iônicas de rede adequadas, que cada uma das seguintes espécies pode atuar como um ácido Brønsted-Lowry:

(uma)${\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}$

(b) HCl

(c) NH ₃

(d) CH ₃ CO ₂ H

(e)${\text{NH}}_4{}^{\text{+}}$

(f)${\text{HSO}}_4{}^{\text{−}}$

4.

Mostre, por meio de equações iônicas de rede adequadas, que cada uma das seguintes espécies pode atuar como um ácido Brønsted-Lowry:

(a) HNO ₃

(b)${\text{PH}}_4{}^{\text{+}}$

(c) H ₂ S

(d) CH ₃ CH ₂ COOH

(e)${\text{H}}_2{\text{PO}}_4{}^{\text{−}}$

(f) HS ^-

5.

Mostre, por meio de equações iônicas de rede adequadas, que cada uma das seguintes espécies pode atuar como uma base de Brønsted-Lowry:

(a) H ₂ O

(b) OH ^-

(c) NH ₃

(d) CN ^-

(es) S ^{− 2}

(f)${\text{H}}_2{\text{PO}}_4{}^{\text{−}}$

6.

Mostre, por meio de equações iônicas de rede adequadas, que cada uma das seguintes espécies pode atuar como uma base de Brønsted-Lowry:

(a) HS ^-

(b)${\text{PO}}_4{}^{\text{3−}}$

(c)${\text{NH}}_2{}^{\text{−}}$

(d) C ₂ H ₅ OH

(e) O ^{− 2}

(f)${\text{H}}_2{\text{PO}}_4{}^{\text{−}}$

7.

Qual é o ácido conjugado de cada um dos seguintes? Qual é a base conjugada de cada um?

(a) OH ^-

(b) H ₂ O

(c)${\text{HCO}}_3{}^{\text{−}}$

(d) NH ₃

(e)${\text{HSO}}_4{}^{\text{−}}$

(f) H ₂ O ₂

(g) HS ^-

(h)${\text{H}}_5{\text{N}}_2{}^{\text{+}}$

8.

Qual é o ácido conjugado de cada um dos seguintes? Qual é a base conjugada de cada um?

(a) H ₂ S

(b)${\text{H}}_2{\text{PO}}_4{}^{\text{−}}$

(c) PH ₃

(d) HS ^-

(e)${\text{HSO}}_3{}^{\text{−}}$

(f)${\text{H}}_3{\text{O}}_2{}^{\text{+}}$

(g) H ₄ N ₂

(h) CH ₃ OH

9.

Identifique e rotule o ácido Brønsted-Lowry, sua base conjugada, a base de Brønsted-Lowry e seu ácido conjugado em cada uma das seguintes equações:

(uma)${\text{NÃO}}_3+{\text{H}}_2\text{O}⟶{\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}+{\text{NÃO}}_3{}^{\text{−}}$

(b)${\text{LATA}}^{\text{−}}+{\text{H}}_2\text{O}⟶\text{HCN}+{\text{OH}}^{\text{−}}$

(c)${\text{H}}_2{\text{ENTÃO}}_4+{\text{Cl}}^{\text{−}}⟶\text{HCl}+{\text{HSO}}_4{}^{\text{−}}$

(d)${\text{HSO}}_4{}^{\text{−}}+{\text{OH}}^{\text{−}}⟶{\text{ENTÃO}}_4{}^{\text{2−}}+{\text{H}}_2\text{O}$

(e)${\text{O}}^{\mathrm{2-}}+{\text{H}}_2\text{O}⟶2{\mathrm{OH}}^{\text{−}}$

(f)${[\text{Cu}{({\text{H}}_2\text{O})}_3(\text{OH})]}^{\text{+}}+{[\text{Al}{({\text{H}}_2\text{O})}_6]}^{\mathrm{3+}}⟶{[\text{Cu}{({\text{H}}_2\text{O})}_4]}^{\mathrm{2+}}+{[\text{Al}{({\text{H}}_2\text{O})}_5(\text{OH})]}^{\mathrm{2+}}$

(g)${\text{H}}_2\text{S}+{\text{NH}}_2{}^{\text{−}}⟶{\text{HS}}^{\text{−}}+{\text{NH}}_3$

10.

Identifique e rotule o ácido Brønsted-Lowry, sua base conjugada, a base de Brønsted-Lowry e seu ácido conjugado em cada uma das seguintes equações:

(uma)${\text{NÃO}}_2{}^{\text{−}}+{\text{H}}_2\text{O}⟶{\text{NÃO}}_2+{\text{OH}}^{\text{−}}$

(b)$\text{HBr}+{\text{H}}_2\text{O}⟶{\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}+{\text{Br}}^{\text{−}}$

(c)${\text{HS}}^{\text{−}}+{\text{H}}_2\text{O}⟶{\text{H}}_2\text{S}+{\text{OH}}^{\text{−}}$

(d)${\text{H}}_2{\text{PO}}_4{}^{\text{−}}+{\text{OH}}^{\text{−}}⟶{\text{LÚPULO}}_4{}^{\text{2−}}+{\text{H}}_2\text{O}$

(e)${\text{H}}_2{\text{PO}}_4{}^{\text{−}}+\text{HCl}⟶{\text{H}}_3{\text{PO}}_4+{\text{Cl}}^{\text{−}}$

(f)${[\text{Fe}{({\text{H}}_2\text{O})}_5(\text{OH})]}^{\mathrm{2+}}+{[\text{Al}{({\text{H}}_2\text{O})}_6]}^{\mathrm{3+}}⟶{\text{[Fe}{({\text{H}}_2\text{O})}_6]}^{\mathrm{3+}}+{[\text{Al}{({\text{H}}_2\text{O})}_5(\text{OH})]}^{\mathrm{2+}}$

(g)${\text{CH}}_3\text{OH}+{\text{H}}^{\text{−}}⟶{\text{CH}}_3{\text{O}}^{\text{−}}+{\text{H}}_2$

11.

O que são espécies anfipróticas? Ilustre com equações adequadas.

12.

Indique quais das seguintes espécies são anfipróticas e escreva equações químicas ilustrando o caráter anfiprótico dessas espécies:

(a) H ₂ O

(b)${\text{H}}_2{\text{PO}}_4{}^{\text{−}}$

(c) S ^{− 2}

(d)${\text{CO}}_3{}^{\text{2−}}$

(e)${\text{HSO}}_4{}^{\text{−}}$

13.

Indique quais das seguintes espécies são anfipróticas e escreva equações químicas ilustrando o caráter anfiprótico dessas espécies.

(a) NH ₃

(b)${\text{LÚPULO}}_4{}^{\text{−}}$

(c) Br ^-

(d)${\text{NH}}_4{}^{\text{+}}$

(e)${\text{POR AÍ}}_4{}^{\text{3−}}$

14.

A autoionização da água é endotérmica ou exotérmica? A constante de ionização da água (K _w) é 2,9$\times$10 ⁻¹⁴ a 40 °C e 9,3$\times$10 ⁻¹⁴ a 60 °C.

14,2 pH e pOH

15.

Explique por que uma amostra de água pura a 40 °C é neutra mesmo que [H ₃ O ⁺] = 1,7$\times$10 ⁻⁷ M. K _w é 2,9$\times$10 ⁻¹⁴ a 40 °C.

16.

A constante de ionização da água (K _w) é 2,9$\times$10 ^{−14 a} 40 °C. Calcule [H ₃ O ⁺], [OH ⁻], pH e pOH para água pura a 40 °C.

17.

A constante de ionização da água (K _w) é 9,311$\times$10 ^{−14 a} 60 °C. Calcule [H ₃ O ⁺], [OH ⁻], pH e pOH para água pura a 60 °C.

18.

Calcular o pH e o pOH de cada uma das seguintes soluções a 25 °C para as quais as substâncias se ionizam completamente:

(a) 0,200 M HCl

(b) 0,0143 M NaOH

(c) 3,0 M HNO ₃

(d) 0,0031 M Ca (OH) ₂

19.

Calcular o pH e o pOH de cada uma das seguintes soluções a 25 °C para as quais as substâncias se ionizam completamente:

(a) 0,000259 M ChLO ₄

(b) 0,21 M NaOH

(c) 0,000071 MB Ba (OH) ₂

(d) 2,5 MB KOH

20.

Quais são o pH e o pOH de uma solução de 2,0 M HCl, que ioniza completamente?

21.

Quais são as concentrações de íons hidrônio e hidróxido em uma solução cujo pH é 6,52?

22.

Calcule a concentração de íons hidrogênio e a concentração de íons hidróxido no vinho a partir de seu pH. Consulte a Figura 14.2 para obter informações úteis.

23.

Calcule a concentração do íon hidrônio e a concentração do íon hidróxido no suco de limão a partir de seu pH. Consulte a Figura 14.2 para obter informações úteis.

24.

A concentração de íons hidrônio em uma amostra de água da chuva é de 1,7$\times$10 ⁻⁶ M a 25 °C. Qual é a concentração de íons hidróxido na água da chuva?

25.

A concentração de íons hidróxido na amônia doméstica é 3,2$\times$10 ⁻³ M a 25 °C. Qual é a concentração de íons hidrônio na solução?

14.3 Força relativa de ácidos e bases

26.

Explique por que a reação de neutralização de um ácido forte e uma base fraca fornece uma solução fracamente ácida.

27.

Explique por que a reação de neutralização de um ácido fraco e uma base forte fornece uma solução fracamente básica.

28.

Use esta lista de compostos industriais importantes (e a Figura 14.8) para responder às seguintes perguntas sobre: Ca (OH) ₂, CH ₃ CO ₂ H, HCl, H ₂ CO ₃, HF, HNO ₂, HNO ₃, H ₃ PO ₄, H ₂ SO ₄, NH ₃, NaOH, Na ₂ CO ₃.

(a) Identifique os ácidos Brønsted-Lowry fortes e as bases fortes de Brønsted-Lowry.

(b) Identifique os compostos que podem se comportar como ácidos Brønsted-Lowry com dosagens entre as de H ₃ O ⁺ e H ₂ O.

(c) Identifique os compostos que podem se comportar como bases de Brønsted-Lowry com forças situadas entre as de H ₂ O e OH ⁻.

29.

O odor do vinagre é devido à presença de ácido acético, CH ₃ CO ₂ H, um ácido fraco. Liste, em ordem decrescente de concentração, todas as espécies iônicas e moleculares presentes em uma solução aquosa de 1 M desse ácido.

30.

A amônia doméstica é uma solução da base fraca NH ₃ em água. Liste, em ordem decrescente de concentração, todas as espécies iônicas e moleculares presentes em uma solução aquosa de 1 M dessa base.

31.

_{Explique por que a constante de ionização, K a, para H 2 SO 4 é maior do que a constante de ionização para H 2 SO 3.}

32.

Explique por que a constante de ionização, K _a, para HI é maior do que a constante de ionização para HF.

33.

O suco gástrico, o fluido digestivo produzido no estômago, contém ácido clorídrico, HCl. O leite de magnésia, uma suspensão de Mg (OH) ₂ sólido em meio aquoso, às vezes é usado para neutralizar o excesso de ácido estomacal. Escreva uma equação balanceada completa para a reação de neutralização e identifique os pares ácido-base conjugado.

34.

O ácido nítrico reage com o óxido de cobre (II) insolúvel para formar nitrato de cobre (II) solúvel, Cu (NO ₃) ₂, um composto que tem sido usado para impedir o crescimento de algas nas piscinas. Escreva a equação química balanceada para a reação de uma solução aquosa de HNO ₃ com CuO.

35.

Qual é a constante de ionização a 25 °C para o ácido fraco${\text{CH}}_3{\text{NH}}_3{}^{\text{+}},$o ácido conjugado da base fraca CH ₃ NH ₂, K _b = 4,4$\times$10 ⁻⁴.

36.

Qual é a constante de ionização a 25 °C para o ácido fraco${({\text{CH}}_3)}_2{\text{NH}}_2{}^{\text{+}},$o ácido conjugado da base fraca (CH ₃) ₂ NH, K _b = 5,9$\times$10 ⁻⁴?

37.

Qual base, CH ₃ NH ₂ ou (CH ₃) ₂ NH, é a base mais forte? Qual ácido conjugado,${({\text{CH}}_3)}_2{\text{NH}}_2{}^{\text{+}}$ou${\text{CH}}_3{\text{NH}}_3{}^{\text{+}}$, é o ácido mais forte?

38.

Qual é o ácido mais forte,${\text{NH}}_4{}^{\text{+}}$ou HBro?

39.

Qual é a base mais forte, (CH ₃) ₃ N ou${\text{H}}_2{\text{NÃO}}_3{}^{\text{−}}?$

40.

Preveja qual ácido em cada um dos pares a seguir é o mais forte e explique seu raciocínio para cada um.

(a) H ₂ O ou HF

(b) B (OH) ₃ ou Al (OH) ₃

(c)${\text{HSO}}_3{}^{\text{−}}$ou${\text{HSO}}_4{}^{\text{−}}$

(d) NH ₃ ou H ₂ S

(e) H ₂ O ou H ₂ Te

41.

Preveja qual composto em cada um dos seguintes pares de compostos é mais ácido e explique seu raciocínio para cada um.

(uma)${\text{HSO}}_4{}^{\text{−}}$ou${\text{Heo}}_4{}^{\text{−}}$

(b) NH ₃ ou H ₂ O

(c) PH ₃ ou HI

(d) NH ₃ ou PH ₃

(e) H ₂ S ou HBr

42.

Classifique os compostos em cada um dos grupos a seguir em ordem crescente de acidez ou basicidade, conforme indicado, e explique a ordem atribuída.

(a) acidez: HCl, HBr, HI

(b) basicidade: H ₂ O, OH ⁻, H ⁻, Cl ⁻

(c) basicidade: Mg (OH) ₂, Si (OH) ₄, ClO ₃ (OH) (Dica: A fórmula também pode ser escrita como HClO ₄.)

(d) acidez: HF, H ₂ O, NH ₃, CH ₄

43.

Classifique os compostos em cada um dos grupos a seguir em ordem crescente de acidez ou basicidade, conforme indicado, e explique a ordem atribuída.

(a) acidez: NaHSO ₃, NaHSEO ₃, NaHSO ₄

(b) basicidade:${\text{BRo}}_2{}^{\text{−}},$ ${\text{ClO}}_2{}^{\text{−}},$ ${\text{IO}}_2{}^{\text{−}}$

(c) acidez: HOCl, HOBr, HOI

(d) acidez: HOCl, HoClo, HoClo ₂, HoClo ₃

(e) Basicidade:${\text{NH}}_2{}^{\text{−}},$HS ⁻, O ⁻,${\text{PH}}_2{}^{\text{−}}$

(f) basicidade: BrO ⁻,${\text{BRo}}_2{}^{\text{−}},$ ${\text{BRo}}_3{}^{\text{−}},$ ${\text{BRo}}_4{}^{\text{−}}$

44.

Tanto o HF quanto o HCN ionizam na água de forma limitada. Qual das bases conjugadas, F ⁻ ou CN ⁻, é a base mais forte?

45.

O ingrediente ativo formado pela aspirina no organismo é o ácido salicílico, C ₆ H ₄ OH (CO ₂ H). O grupo carboxila (−CO ₂ H) atua como um ácido fraco. O grupo fenol (um grupo OH ligado a um anel aromático) também atua como um ácido, mas um ácido muito mais fraco. Liste, em ordem decrescente de concentração, todas as espécies iônicas e moleculares presentes em uma solução aquosa de 0,001- M de C ₆ H ₄ OH (CO ₂ H).

46.

As concentrações de íon hidrônio e íon hidróxido em uma solução de um ácido ou base na água são diretamente proporcionais ou inversamente proporcionais? Explique sua resposta.

47.

Quais são as duas suposições comuns que podem simplificar o cálculo das concentrações de equilíbrio em uma solução de um ácido ou base fraca?

48.

Qual das opções a seguir aumentará a porcentagem de NH ₃ que é convertida no íon amônio na água?

(a) adição de NaOH

(b) adição de HCl

(c) adição de NH ₄ Cl

49.

Qual das opções a seguir aumentará a porcentagem de HF que é convertida em íon flúor na água?

(a) adição de NaOH

(b) adição de HCl

(c) adição de NaF

50.

Qual é o efeito nas concentrações de${\text{NÃO}}_2{}^{\text{−}},$HNO ₂ e OH ⁻ quando o seguinte é adicionado a uma solução de KNO ₂ em água:

(a) HCl

(b) HNO ₂

(c) NaOH

(d) NaCl

(e) SABER

51.

Qual é o efeito na concentração de ácido fluorídrico, íon hidrônio e íon flúor quando os seguintes são adicionados a soluções separadas de ácido fluorídrico?

(a) HCl

(b) KF

(c) NaCl

(d) KOH

(e) HF

52.

Por que a concentração de íons hidrônio em uma solução que é 0,10 M em HCl e 0,10 M em HCOOH é determinada pela concentração de HCl?

53.

A partir das concentrações de equilíbrio dadas, calcule K a para cada _um dos ácidos fracos e K _b para cada uma das bases fracas.

(a) CH ₃ CO ₂ H:$[{\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}]$= 1,34$\times$10 ⁻³ M;
$[{\text{CH}}_3{\text{CO}}_2{}^{\text{−}}]$= 1,34$\times$10 ⁻³ M;

[CH ₃ CO ₂ H] = 9,866$\times$10 ⁻² M;

(b) ClO ⁻: [OH ⁻] = 4,0$\times$10 ⁻⁴ M;

[HClO] = 2,38$\times$10 ⁻⁴ M;

[ClO ⁻] = 0,273 M;

(c) HCO ₂ H: [HCO ₂ H] = 0,524 M;
$[{\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}]$= 9,8$\times$10 ⁻³ M;
$[{\text{HCO}}_2{}^{\text{−}}]$= 9,8$\times$10 ⁻³ M;

(d)${\text{C}}_6{\text{H}}_5{\text{NH}}_3{}^{\text{+}}:$ $[{\text{C}}_6{\text{H}}_5{\text{NH}}_3{}^{\text{+}}]$= 0,233 M;

[C ₆ H ₅ NH ₂] = 2,3$\times$10 ⁻³ M;
$[{\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}]$= 2,3$\times$10 ⁻³ M

54.

A partir das concentrações de equilíbrio dadas, calcule K a para cada _um dos ácidos fracos e K _b para cada uma das bases fracas.

(a) NH ₃: [OH ⁻] = 3,1$\times$10 ⁻³ M;
$[{\text{NH}}_4{}^{\text{+}}]$= 3,1$\times$10 ⁻³ M;

[NH ₃] = 0,533 M;

(b) Nº ₂:$[{\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}]$= 0,011 M;
$[{\text{NÃO}}_2{}^{\text{−}}]$= 0,0438 M;

[HNO ₂] = 1,07 M;

(c) (CH ₃) N: [(CH _{3) 3} N] = 0,25 M;
[(CH _{3) 3} NH ⁺] = 4,3$\times$10 ⁻³ M;

[OH ⁻] = 3,7$\times$10 ⁻³ M;

(d)${\text{NH}}_4{}^{\text{+}}:$ $[{\text{NH}}_4{}^{\text{+}}]$= 0,100 M;

[NH ₃] = 7,5$\times$10 ⁻⁶ M;
[H ₃ O ⁺] = 7,5$\times$10 ⁻⁶ M

55.

Determine K _b para o íon nitrito,${\text{NÃO}}_2{}^{\text{−}}.$Em uma solução de 0,10-M, essa base é 0,0015% ionizada.

56.

Determine K _a para o íon sulfato de hidrogênio,${\text{HSO}}_4{}^{\text{−}}.$Em uma solução de 0,10-M, o ácido é 29% ionizado.

57.

Calcule a constante de ionização para cada um dos seguintes ácidos ou bases a partir da constante de ionização de sua base conjugada ou ácido conjugado:

(a) F ^-

(b)${\text{NH}}_4{}^{\text{+}}$

(c)${\text{Então}}_4{}^{\mathrm{3-}}$

(d)${({\text{CH}}_3)}_2{\text{NH}}_2{}^{\text{+}}$

(e)${\text{NÃO}}_2{}^{\text{−}}$

(f)${\text{HC}}_2{\text{O}}_4{}^{\text{−}}$(como base)

58.

Calcule a constante de ionização para cada um dos seguintes ácidos ou bases a partir da constante de ionização de sua base conjugada ou ácido conjugado:

(a) O ⁻ (como base)

(b)${({\text{CH}}_3)}_3{\text{NH}}^{\text{+}}$

(c)${\text{HaSo}}_4{}^{\mathrm{2—}}$(como base)

(d)${\text{QUEM}}_2{}^{\text{−}}$(como base)

(e)${\text{C}}_6{\text{H}}_5{\text{NH}}_3{}^{\text{+}}$

(f)${\text{HSO}}_3{}^{\text{−}}$(como base)

59.

Usando o K, _um valor de 1,4$\times$10 ⁻⁵, coloque$\text{Al}{({\text{H}}_2\text{O})}_6{}^{\mathrm{3+}}$no local correto na Figura 14.7.

60.

Calcule a concentração de todas as espécies de soluto em cada uma das seguintes soluções de ácidos ou bases. Suponha que a ionização da água possa ser negligenciada e mostre que a mudança nas concentrações iniciais pode ser negligenciada.

(a) 0,0092 M HClO, um ácido fraco

(b) 0,0784 M C ₆ H ₅ NH ₂, uma base fraca

(c) 0,0810 M HCN, um ácido fraco

(d) 0,11 M (CH ₃) ₃ N, uma base fraca

(e) 0,120 M$\text{Fe}{({\text{H}}_2\text{O})}_6{}^{\mathrm{2+}}$um ácido fraco, K _a = 1,6$\times$10 ⁻⁷

61.

Ácido propiônico, C ₂ H ₅ CO ₂ H (K _a = 1,34$\times$10 ⁻⁵), é usado na fabricação de propionato de cálcio, um conservante de alimentos. Qual é o pH de uma solução 0,698-M de C ₂ H ₅ CO ₂ H?

62.

O vinagre branco é uma solução de 5,0% em massa de ácido acético em água. Se a densidade do vinagre branco for 1,007 g/cm ³, qual é o pH?

63.

A constante de ionização do ácido lático, CH ₃ CH (OH) CO ₂ H, um ácido encontrado no sangue após exercícios extenuantes, é 1,36$\times$10 ⁻⁴. Se 20,0 g de ácido lático forem usados para fazer uma solução com um volume de 1,00 L, qual é a concentração de íon hidrônio na solução?

64.

A nicotina, C ₁₀ H ₁₄ N ₂, é uma base que aceita dois prótons (K _b1 = 7$\times$10 ⁻⁷, K _b2 = 1,4$\times$10 ⁻¹¹). Qual é a concentração de cada espécie presente em uma solução de nicotina de 0,050- M?

65.

O pH de uma solução de 0,23- M de HF é 1,92. Determine K _a para HF a partir desses dados.

66.

O pH de uma solução de 0,15- M de${\text{HSO}}_4{}^{\text{−}}$é 1,43. Determine K _a para${\text{HSO}}_4{}^{\text{−}}$a partir desses dados.

67.

O pH de uma solução de 0,10-M de cafeína é 11,70. Determine K _b para cafeína a partir desses dados:
${\text{C}}_8{\text{H}}_{10}{\text{N}}_4{\text{O}}_2(\mathrm{uma}q)+{\text{H}}_2\text{O}(l)\rightleftharpoons {\text{C}}_8{\text{H}}_{10}{\text{N}}_4{\text{O}}_2{\text{H}}^{\text{+}}(\mathrm{uma}q)+{\text{OH}}^{\text{−}}(\mathrm{uma}q)$

68.

O pH de uma solução de amônia doméstica, uma solução de 0,950 M de NH _3, é 11,612. Determine K _b para NH ₃ a partir desses dados.

14.4 Hidrólise de sais

69.

Determine se as soluções aquosas dos seguintes sais são ácidas, básicas ou neutras:

(a) Al (NO ₃₃)

(b) Bri

(c) KHCO ₂

(d) CH ₃ NH ₃ Br

70.

Determine se as soluções aquosas dos seguintes sais são ácidas, básicas ou neutras:

(a) FeCl ₃

(b) K ₂ CO ₃

(c) NH ₄ Br

(d) KClO ₄

71.

A novocaína, C ₁₃ H ₂₁ O ₂ N ₂ Cl, é o sal da base procaína e do ácido clorídrico. A constante de ionização da procaína é 7$\times$10 ⁻⁶. Uma solução de novocaína é ácida ou básica? O que são [H ₃ O ⁺], [OH ⁻] e pH de uma solução de 2,0% em massa de novocaína, assumindo que a densidade da solução é 1,0 g/mL.

14.5 Ácidos polipróticos

72.

Qual das seguintes concentrações seria praticamente igual em um cálculo das concentrações de equilíbrio em uma solução de 0,134- M de H ₂ CO ₃, um ácido diprótico:$[{\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}],$[OH ⁻], [H ₂ CO ₃],$[{\text{HCO}}_3{}^{\text{−}}],$ $[{\text{CO}}_3{}^{\mathrm{2-}}]?$Não são necessários cálculos para responder a essa pergunta.

73.

Calcule a concentração de cada espécie presente em uma solução de 0,050- M de H ₂ S.

74.

Calcule a concentração de cada espécie presente em uma solução de 0,010- M de ácido ftálico, C ₆ H ₄ (CO ₂ H) ₂.
$\begin{array}{}\\ \\ {\text{C}}_6{\text{H}}_4{\left({\text{CO}}_2\text{H}\right)}_2(\mathrm{uma}q)+{\text{H}}_2\text{O}(l)\rightleftharpoons {\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}(\mathrm{uma}q)+{\text{C}}_6{\text{H}}_4\left({\text{CO}}_2\text{H}\right){\left({\text{CO}}_2\right)}^{\text{−}}(\mathrm{uma}q)K_{\text{uma}}=1.1\times {10}^{\mathrm{-3}}\\ {\text{C}}_6{\text{H}}_4\left({\text{CO}}_2\text{H}\right)\left({\text{CO}}_2\right)(\mathrm{uma}q)+{\text{H}}_2\text{O}(l)\rightleftharpoons {\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}(\mathrm{uma}q)+{\text{C}}_6{\text{H}}_4{\left({\text{CO}}_2\right)}_2{}^{\mathrm{2-}}(\mathrm{uma}q)K_{\text{uma}}=3.9\times {10}^{\mathrm{-6}}\end{array}$

75.

O ácido salicílico, HOC ₆ H ₄ CO ₂ H e seus derivados têm sido usados como analgésicos há muito tempo. O ácido salicílico ocorre em pequenas quantidades nas folhas, cascas e raízes de alguma vegetação (principalmente historicamente na casca do salgueiro). Os extratos dessas plantas têm sido usados como medicamentos há séculos. O ácido foi isolado pela primeira vez no laboratório em 1838.

(a) Ambos os grupos funcionais do ácido salicílico ionizam na água, com K _a = 1,0$\times$10 ⁻³ para o grupo —CO ₂ H e 4,2$\times$10 ⁻¹³ para o grupo −OH. Qual é o pH de uma solução saturada do ácido (solubilidade = 1,8 g/L).

(b) A aspirina foi descoberta como resultado dos esforços para produzir um derivado do ácido salicílico que não fosse irritante para o revestimento do estômago. A aspirina é ácido acetilsalicílico, CH ₃ CO ₂ C ₆ H ₄ CO ₂ H. O grupo funcional −CO ₂ H ainda está presente, mas sua acidez é reduzida, K _a = 3,0$\times$10 ⁻⁴. Qual é o pH de uma solução de aspirina com a mesma concentração de uma solução saturada de ácido salicílico (Veja a Parte a).

76.

O íon ThE ⁻ é uma espécie anfiprótica; ele pode atuar tanto como ácido quanto como base.

(a) O que é K _a para a reação ácida de ^{Hte −} com H ₂ O?

(b) O que é K _b para a reação na qual ThE ⁻ funciona como base na água?

(c) Demonstrar se a segunda ionização de H ₂ Te pode ou não ser negligenciada no cálculo de [^{ThT −}] em uma solução de 0,10 M de H ₂ Te.

14.6 Tampões

77.

Explique por que um tampão pode ser preparado a partir de uma mistura de NH ₄ Cl e NaOH, mas não de NH ₃ e NaOH.

78.

Explique por que o pH não muda significativamente quando uma pequena quantidade de ácido ou base é adicionada a uma solução que contém quantidades iguais do ácido H ₃ PO ₄ e um sal de sua base conjugada NaH ₂ PO ₄.

79.

Explique por que o pH não muda significativamente quando uma pequena quantidade de ácido ou base é adicionada a uma solução que contém quantidades iguais da base NH ₃ e um sal de seu ácido conjugado NH ₄ Cl.

80.

O que é [H ₃ O ⁺] em uma solução de 0,25 M CH ₃ CO ₂ H e 0,030 M NaCH ₃ CO ₂?
${\text{CH}}_3{\text{CO}}_2\text{H}(\mathrm{uma}q)+{\text{H}}_2\text{O}(l)\rightleftharpoons {\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}(\mathrm{uma}q)+{\text{CH}}_3{\text{CO}}_2{}^{\text{−}}(\mathrm{uma}q)K_{\text{uma}}=1.8\times {10}^{\mathrm{-5}}$

81.

O que é [H ₃ O ⁺] em uma solução de 0,075 M HNO ₂ e 0,030 M NaNO ₂?
${\text{NÃO}}_2(\mathrm{uma}q)+{\text{H}}_2\text{O}(l)\rightleftharpoons {\text{H}}_3{\text{O}}^{\text{+}}(\mathrm{uma}q)+{\text{NÃO}}_2{}^{\text{−}}(\mathrm{uma}q)K_{\text{uma}}=4.5\times {10}^{\mathrm{-5}}$

82.

O que é [OH ⁻] em uma solução de 0,125 M CH ₃ NH ₂ e 0,130 M CH ₃ NH ₃ Cl?
${\text{CH}}_3{\text{NH}}_2(\mathrm{uma}q)+{\text{H}}_2\text{O}(l)\rightleftharpoons {\text{CH}}_3{\text{NH}}_3{}^{\text{+}}(\mathrm{uma}q)+{\text{OH}}^{\text{−}}(\mathrm{uma}q)K_{\text{b}}=4.4\times {10}^{\mathrm{-4}}$

83.

O que é [OH ⁻] em uma solução de 1,25 M NH ₃ e 0,78 M NH ₄ NO ₃?
${\text{NH}}_3(\mathrm{uma}q)+{\text{H}}_2\text{O}(l)\rightleftharpoons {\text{NH}}_4{}^{\text{+}}(\mathrm{uma}q)+{\text{OH}}^{\text{−}}(\mathrm{uma}q)K_{\text{b}}=1.8\times {10}^{\mathrm{-5}}$

84.

Qual é o efeito na concentração de ácido acético, íon hidrônio e íon acetato quando o seguinte é adicionado a uma solução tampão ácida de concentrações iguais de ácido acético e acetato de sódio:

(a) HCl

(b) KCH ₃ CO ₂

(c) NaCl

(d) KOH

(e) CH ₃ CO ₂ H

85.

Qual é o efeito na concentração de amônia, íon hidróxido e íon amônio quando o seguinte é adicionado a uma solução tampão básica de concentrações iguais de amônia e nitrato de amônio:

(a) II

(b) NH ₃

(c) Oi

(d) NaOH

(e) NH ₄ Cl

86.

Qual será o pH de uma solução tampão preparada a partir de 0,20 mol NH ₃, 0,40 mol NH ₄ NO ₃ e água suficiente para fornecer 1,00 L de solução?

87.

Calcule o pH de uma solução tampão preparada a partir de 0,155 mol de ácido fosfórico, 0,250 mol de KH ₂ PO ₄ e água suficiente para fazer 0,500 L de solução.

88.

Quanto NaCH ₃ CO _{2 •3H 2} O sólido deve ser adicionado a 0,300 L de uma solução de ácido acético 0,50- M para obter um tampão com um pH de 5,00? (Dica: suponha uma mudança insignificante no volume à medida que o sólido é adicionado.)

89.

Qual massa de NH ₄ Cl deve ser adicionada a 0,750 L de uma solução de 0,100- M de NH ₃ para obter uma solução tampão com um pH de 9,26? (Dica: suponha uma mudança insignificante no volume à medida que o sólido é adicionado.)

90.

Uma solução tampão é preparada a partir de volumes iguais de 0,200 M de ácido acético e 0,600 M de acetato de sódio. Use 1.80$\times$10 ⁻⁵ como K _a para o ácido acético.

(a) Qual é o pH da solução?

(b) A solução é ácida ou básica?

(c) Qual é o pH de uma solução que resulta quando 3,00 mL de 0,034 M HCl são adicionados a 0,200 L do tampão original?

91.

Uma amostra de 5,36 g de NH ₄ Cl foi adicionada a 25,0 mL de 1,00 M NaOH e a solução resultante

diluído para 0,100 L.

(a) Qual é o pH dessa solução tampão?

(b) A solução é ácida ou básica?

(c) Qual é o pH de uma solução que resulta quando 3,00 mL de 0,034 M HCl são adicionados à solução?

14.7 Titulações ácido-base

92.

Explique como escolher o indicador ácido-base apropriado para a titulação de uma base fraca com um ácido forte.

93.

Explique por que um indicador ácido-base muda de cor em uma faixa de valores de pH, em vez de em um pH específico.

94.

Calcule o pH nos seguintes pontos em uma titulação de 40 mL (0,040 L) de ácido barbitúrico 0,100 M (K _a = 9,8$\times$10 ⁻⁵) com 0,100 M KOH.

(a) nenhum KOH adicionado

(b) 20 mL de solução de KOH adicionada

(c) 39 mL de solução de KOH adicionados

(d) 40 mL de solução de KOH adicionados

(e) 41 mL de solução de KOH adicionada

95.

O indicador dinitrofenol é um ácido com _um K a de 1,1$\times$10 ⁻⁴. Em um 1.0$\times$Solução de 10 ⁻⁴ - M, é incolor em ácido e amarela na base. Calcule a faixa de pH na qual ele vai de 10% ionizado (incolor) a 90% ionizado (amarelo).