Exercícios: Hidrólise de sais

Há no laboratório dois balões com soluções aquosas de mesma concentração: uma de cloreto de sódio, $\mathrm{NaCl}$, e outra de nitrito de potássio, $\mathrm{KNO_2}$, a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$.

1. a) Escreva as equações de dissociação em água de ambos os sais e identifique os íons espectadores que não sofrem hidrólise.
2. b) Justifique o caráter ácido, básico ou neutro de cada uma das duas soluções resultantes, sabendo que $K_\mathrm{a}(\mathrm{HNO_2})=4{,}5\cdot 10^{-4}$ a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$. Considere as soluções ideais.

O nitrato de amônio, $\mathrm{NH_4NO_3}$, é um composto amplamente empregado em soluções fertilizantes a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$.

1. a) Formule os processos de dissociação e hidrólise iônica em água correspondentes a esse sal, indicando as espécies que atuam como ácido ou base de Brønsted-Lowry.
2. b) Deduza, de forma fundamentada, se o pH da solução aquosa resultante será menor, igual ou maior que $7$. Dado a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$: $K_\mathrm{b}(\mathrm{NH_3})=1{,}8\cdot 10^{-5}$. Considere as soluções ideais.

Prepara-se uma solução aquosa de fluoreto de amônio, $\mathrm{NH_4F}$, a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$. Considere os seguintes dados de constantes de equilíbrio a essa temperatura: $K_\mathrm{a}(\mathrm{HF})=6{,}6\cdot 10^{-4}$, $K_\mathrm{b}(\mathrm{NH_3})=1{,}8\cdot 10^{-5}$ e $K_\mathrm{w}=1{,}0\cdot 10^{-14}$.

1. a) Escreva as reações iônicas que ocorrem na interação de ambos os íons provenientes do sal com a água.
2. b) Compare quantitativamente as constantes dos equilíbrios de hidrólise dos íons presentes e determine se a solução resultante tem caráter ácido, básico ou neutro. Considere as soluções ideais.

No laboratório de química geral foram etiquetados quatro béqueres numerados de 1 a 4, contendo cada um uma solução aquosa $0{,}10\text{ M}$ a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ das seguintes substâncias: $\mathrm{NaCl}$, $\mathrm{CH_3COONa}$, $\mathrm{NH_4Cl}$ e $\mathrm{KNO_3}$. O esquema do conjunto experimental é mostrado a seguir:

1. a) Classifique cada um dos quatro sais indicando a natureza forte ou fraca do ácido e da base de que provêm, e assinale quais sofrem hidrólise.
2. b) Sabendo que $K_\mathrm{a}(\mathrm{CH_3COOH})=1{,}8\cdot 10^{-5}$, $K_\mathrm{b}(\mathrm{NH_3})=1{,}8\cdot 10^{-5}$ e $K_\mathrm{w}=1{,}0\cdot 10^{-14}$ a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$, ordene as quatro soluções de menor a maior valor de pH, justificando a resposta. Considere as soluções ideais.

Prepara-se uma solução aquosa dissolvendo $4{,}10\text{ g}$ de acetato de sódio, $\mathrm{CH_3COONa}$, em água destilada até atingir um volume total de $500\text{ mL}$ a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$.

1. a) Escreva a equação do equilíbrio químico de hidrólise e determine o valor da constante de hidrólise $K_\mathrm{h}$.
2. b) Calcule a concentração molar de todas as espécies presentes no equilíbrio ($\mathrm{Na^+}$, $\mathrm{CH_3COO^-}$, $\mathrm{CH_3COOH}$, $\mathrm{OH^-}$ e $\mathrm{H_3O^+}$) e determine o pH final da solução.

Dados a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$: massas molares atômicas em $\text{g}\cdot\text{mol}^{-1}$: $\mathrm{C}=12{,}0$; $\mathrm{H}=1{,}0$; $\mathrm{O}=16{,}0$; $\mathrm{Na}=23{,}0$. $K_\mathrm{a}(\mathrm{CH_3COOH})=1{,}8\cdot 10^{-5}$; $K_\mathrm{w}=1{,}0\cdot 10^{-14}$. Considere as soluções ideais.

Uma solução aquosa de cloreto de amônio, $\mathrm{NH_4Cl}$, de concentração $0{,}25\text{ M}$ é mantida a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$.

1. a) Estabeleça o equilíbrio iônico de hidrólise correspondente e calcule o grau de hidrólise ($\alpha_\mathrm{h}$) do íon amônio nessa solução.
2. b) Determine a concentração de íons $\mathrm{H_3O^+}$ no equilíbrio e o valor do pH resultante.

Dados a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$: $K_\mathrm{b}(\mathrm{NH_3})=1{,}8\cdot 10^{-5}$; $K_\mathrm{w}=1{,}0\cdot 10^{-14}$. Considere as soluções ideais.

Dispõe-se de $250\text{ mL}$ de uma solução aquosa de cianeto de sódio, $\mathrm{NaCN}$, cuja concentração inicial é $0{,}40\text{ M}$ a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$. Posteriormente, essa solução é diluída adicionando água destilada até atingir um volume total de $2{,}50\text{ L}$.

1. a) Calcule o pH e o grau de hidrólise ($\alpha_\mathrm{h1}$) do ânion cianeto na solução concentrada original.
2. b) Calcule o pH e o novo grau de hidrólise ($\alpha_\mathrm{h2}$) na solução após a diluição, e justifique de forma fundamentada o efeito que a diluição produz sobre o grau de hidrólise, com base no princípio de Le Chatelier.

Dados a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$: $K_\mathrm{a}(\mathrm{HCN})=4{,}9\cdot 10^{-10}$; $K_\mathrm{w}=1{,}0\cdot 10^{-14}$. Considere as soluções ideais.

Titulam-se $50{,}0\text{ mL}$ de uma solução de ácido benzoico ($\mathrm{C_6H_5COOH}$) $0{,}0120\text{ M}$ com uma solução de hidróxido de sódio ($\mathrm{NaOH}$) $0{,}0080\text{ M}$ a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$ até atingir exatamente o ponto de equivalência estequiométrico.

1. a) Calcule o volume de titulante necessário para atingir a equivalência e o pH da solução resultante nesse ponto.
2. b) Se à solução resultante no ponto de equivalência for adicionada água destilada até duplicar seu volume total, calcule o novo pH e demonstre quantitativamente a variação sofrida na porcentagem de íon benzoato hidrolisado.

Dados a $25\,^{\circ}\mathrm{C}$: $K_\mathrm{a}(\mathrm{C_6H_5COOH})=6{,}3\cdot 10^{-5}$; $K_\mathrm{w}=1{,}0\cdot 10^{-14}$. Considere as soluções ideais.