Questões Sobre Equilíbrio Químico - Química - 2º ano do ensino médio

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41) Um químico precisa identificar as soluções armazenadas em três frascos A, B e C. Cada frasco contém uma das seguintes soluções: H2SO4, NaCl e NaOH. Dispõe, para isso, dos indicadores ácido-base fenolftaleína (deixa a solução incolor em pH 9) e vermelho de metila (deixa a solução vermelha em pH 5). Para tanto, esse químico retirou duas amostras de cada uma das soluções e adicionou a uma delas três gotas de fenolftaleína e, à outra, três gotas de vermelho de metila. Os resultados dos experimentos estão mostrados na tabela.

A) H₂SO₄, NaOH e NaCl.
B) H₂SO₄, NaCl e NaOH.
C) NaOH, H₂SO₄ e NaCl.
D) NaCl, H₂SO₄ e NaOH.
E) NaCl, NaOH e H₂SO₄.

A alternativa correta é letra E

Essa questão exige que o aluno tenha conhecimento da acidez de substâncias químicas importantes e facilmente encontradas no dia a dia. O ácido sulfúrico,H₂SO₄ é um ácido forte. Logo, sua solução tem pH baixo, facilmente abaixo de 5, dependendo da concentração. A adição de fenolftaleína, portanto, deve manter a solução incolor, mas a de vermelho de metila deve fazer com que a solução fique vermelha. Já o NaOH é uma base forte e sua solução apresenta pH alto, facilmente acima de 9, dependendo da concentração. Assim, a fenolftaleína deve deixar a solução rosa, mas o vermelho de metila deve mantê-la amarela. Finalmente, a solução de NaCl, sal de caráter sabidamente neutro, possui pH igual a 7. Esse valor é muito baixo para a mudança na cor da fenolftaleína, que permanece incolor; mas é muito alto para a mudança na cor do vermelho de metila, que permanece amarelo. Podemos concluir então que a solução A, é de NaCl, a solução B, de NaOH e a C, de H₂SO₄_, a alternativa correta é a letra e.

42) Jardineiros sabem que o controle do pH do solo é importante para o bom desenvolvimento das plantas. Um exemplo é a cor de alguns tipos de flores, como dálias e hortênsias, que muda de acordo com o pH do solo. As hortênsias, por exemplo, são azuladas em solo ácido e rosadas em solos neutros ou básicos. Em um jardim cujo solo apresenta pH = 5,0, um jardineiro, para obter hortênsias de cor rosa, deveria ajustar esse pH com:

A) CaCO₃
B) H₃PO₄
C) Aℓ2(SO₄)₃
D) H₂SO₄
E) NH₄Cl

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A alternativa correta é letra A

Resolvedor - A alternativa c apresenta erro de formatação.

Resolução:

Para se obter hortênsias rosas, é necessário que o solo esteja básico ou neutro, dessa forma, como o solo está ácido (pH 5,0), deve-se neutralizá-lo utlizando CaCO₃.

Assim, ocorrerá hidrólise do íons carbonato, liberando OH^-no solo, o que neutraliza o excesso de H⁺ presentes.

Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

43) Certa solução aquosa de bicarbonato de sódio, NaHCO3,

A) ácida e terá seu pH aumentado, se a ela for acrescentada uma porção de soda cáustica, NaOH.
B) ácida e terá seu pH diminuído, se a ela for acrescentada uma porção de ácido clorídrico, HCl.
C) básica e terá seu pH diminuído, se a ela for acrescentada uma porção de soda cáustica, NaOH.
D) básica e terá seu pH diminuído, se a ela for acrescentada uma porção de ácido clorídrico, HCl.
E) básica e terá seu pH aumentado, se a ela for acrescentada uma porção de ácido clorídrico HCl.

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A alternativa correta é letra D

A solução de bicarbonato de sódio tem caráter alcalino, pois a dissolução dos íons bicarbonato (HCO₃^-) em água gera íons hidróxido, como mostrado abaixo:

HCO₃^-+H₂O ↔ H₂CO₃+ HO^-

Sendo a solução básica, para neutralização da mesma é preciso adicionar um ácido, tal como o HCl.

Desta forma a alternativa correta é a alternativa D.

44) O caráter ácido ou básico de uma solução é determinado em função da concentração em mol/L dos íons H3O+. Sabe-se que o café e o refrigerante são ácidos; o leite de magnésia e a água do mar são básicos; e a água pura é neutra. O café é menos ácido do que o refrigerante, e o leite de magnésia é mais básico do que a água do mar.

A) C, E, A, D, B;
B) C, E, A, B, D;
C) C, B, D, A, E;
D) C, D, B, E, A;
E) A, B, C, D, E.

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A alternativa correta é letra D

Uma solução ácida contém a maior quantidade de íons H₃O⁺ e menor pH. Já uma solução básica contém uma menor quantidade de íons H₃O⁺ e pH maior.

No gráfico, o ponto E corresponde à substância mais básica, ou seja, o leite de magnésia. A solução de água do mar é básica, porém menos que o leite de magnésia, por isso é o ponto D do gráfico. Já a água pura é neutra e é representada pelo ponto C. A solução de café é o ponto B e o refrigerante, o mais ácido, o ponto A.

Portanto a ordem é: C, B, D, A, E. Essa ordem corresponde à alternativa D.

45) Os gases provenientes da eletrólise da água do mar foram recolhidos em um recipiente fechado de capacidade igual a 5 litros. A mistura recolhida apresentava 7,5 moles de hidrogênio e 5 moles de cloro, que reagiram de acordo com a seguinte equação:

A) 1,0.
B) 2,0.
C) 2,5.
D) 4,0.
E) 5,0.

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A alternativa correta é letra B

Como foram formados 5 mol de HCl, foi usado 2,5 mol de Cl₂ e 2,5 mol de H₂ da mistura que foi recolhida. Com os dados acima em mãos, podemos calcular o Kc:

K c = \frac{[H C l]^{2}}{[H_{2}] [C l_{2}]}

K c = \frac{(5 m o l / 5 L)^{2}}{(7, 5 - 2, 5 m o l / 5 L) (5 - 2, 5 m o l / 5 L)}

K c = 2, 0

46) O ácido etanoico, popularmente chamado de ácido acético, é um ácido fraco e um dos componentes do vinagre, sendo o responsável por seu sabor azedo. Dada a constante de ionização, Ka, igual a 1,8 x 10–5, assinale a alternativa que apresenta a concentração em mol . L–1 de H+ em uma solução deste ácido de concentração 2,0 x 10–2 mol . L–1.

A) 0,00060 mol . L^–1.
B) 0,000018 mol . L^–1.
C) 1,8 mol . L^–1.
D) 3,6 mol . L^–1.
E) 0,000060 mol . L^–1.

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A alternativa correta é letra A

Como o ácido acético é um ácido fraco que ioniza pouco, podemos dizer que sua concentração no equilíbrio é praticamente igual a 2,0 . 10–2 mol . L–1

1,8 . 10–5 = x . x / 2,0 . 10-2

x²= 3,6. 10^-7

x= 6,0 . 10–4 mol/L = 0,00060 mol . L^–1.

47) A isomerização catalítica de parafinas de cadeia não ramificada, produzindo seus isômeros ramificados, é um processo importante na indústria petroquímica.

A) 10,0.
B) 20,0.
C) 25,0.
D) 40,0.
E) 50,0.

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A alternativa correta é letra E

Sabe-se, inicialmente, que a fórmula molecular dos dois compostos é dada, ambas, por C₄H₁₀, tem-se que a massa molar é igual a 58 g/mol. Também, deve-se lembrar que em reações reversíveis, a constante de equilíbrio é dada por:

K = \frac{[isobutano]}{[n - butano]}

Sendo K= 2,5, tem-se:

[n - butano] = \frac{[isobutano]}{2, 5}

Utilizando a massa molar de cada um deles, e sabendo a massa inicial de n-butano era de 70,0 g, e a massa final de isobutano igual a x, chega-se no seguinte:

\frac{70 - x}{58} = \frac{\frac{x}{58}}{2, 5}

x = 50,0 g de isobutano

Portanto, a resposta correta é a alternativa E.

48) A constante de equilíbrio Kc é igual a 10,50 para a seguinte reação, a 227°C: CO(g) + 2 H2(g) ↔ CH3OH(g) O valor de Kc para a reação abaixo, na mesma temperatura, é 2CO(g) + 4 H2(g) ↔ 2CH3OH(g)

A) 3,25.
B) 5,25.
C) 10,50.
D) 21,00.
E) 110,25.

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A alternativa correta é letra E

Aplicando a definição de Kc para a primeira reação tem-se o seguinte:

K_{c 1} = \frac{[C H_{3} O H]}{[C O] . [H_{^{2}}]^{2}} = 10, 50

Para a segunda reação tem-se:

K_{c 2} = \frac{[C H_{3} O H]^{2}}{[C O]^{2} . [H_{2}]^{4}}

Pode-se analisar que K_c2 = K_c1². Assim,

K_c2 = 10,5²

K_c2= 110,25

Portanto, a resposta correta é a opção "E".

49) Certas quantidades de água comum (H2O) e de água deuterada (D2O) — água que contém átomos de eutério em lugar de átomos de hidrogênio — foram misturadas. Ocorreu a troca de átomos de hidrogênio e de eutério, formando-se moléculas de HDO e estabelecendo-se o equilíbrio (estado I) H2O + D2O → 2 HDO As quantidades, em mols, de cada composto no estado I estão indicadas pelos patamares, à esquerda, no diagrama. Depois de certo tempo, mantendo-se a temperatura constante, acrescentou-se mais água deuterada, de modo que a quantidade de D2O, no novo estado de equilíbrio (estado II), fosse o triplo daquela antes da adição. As quantidades, em mols, de cada composto envolvido no estado II estão indicadas pelos patamares, à direita, no diagrama.

A) 0,080 e 0,25.
B) 4,0 e 4,0.
C) 6,6 e 4,0.
D) 4,0 e 12.
E) 6,6 e 6,6.

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A alternativa correta é letra B

A reação é: H₂O + D₂O

\to

2 HDO, cuja constante de equilíbrio é :

Kc = \frac{{[H D O]}^{2}}{[H_{2} O] . [D_{2} O]}

Substituindo os valores do gráfico na equação acima:

No estado I

Kc = \frac{{(\frac{0, 6}{V})}^{2}}{\frac{0, 9}{V} . \frac{0, 1}{V}} = 4, 0

No estado II, a temperatura do processo se mantém constante, portanto a constante de equilíbrio é a mesma.

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50) Considere uma solução aquosa diluída de ácido acético (HA), que é um ácido fraco, mantida a 25 °C. A alternativa que mostra corretamente a comparação entre as concentrações, em mol/L, das espécies químicas presentes na solução é:

A) [OH^–] < [A^–] = [H⁺] < [HA]
B) [OH^–] < [HA] < [A^–] < [H⁺]
C) [OH^–] = [H⁺] < [HA] < [A^–]
D) [A^–] < [OH^–] < [H⁺] < [HA]
E) [A^–] < [H⁺] = [OH^–] < [HA]

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A alternativa correta é letra A

A reação de ionização do ácido acético é dada por:

HA ↔ H⁺ + A^–
k_a= 1,8×10^–5mol/L

No equilíbrio temos que concentração de H⁺ = A^–. Sabe-se que o ácido acético é um ácido fraco, ou seja, não se ioniza totalmente, logo, a concentração de íons H⁺ é menor que a concentração HA em solução. Além disso, a constante de ionização do ácido acético (k_a) é maior que o produto iônico da água (k_w), por isso a concentração de íons OH^–é menor que a concentração de íons A^–. Portanto, a resposta correta é a alternativa A.

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