Exercícios de Química: Soluções e Solubilidade

Lista de Exercícios: Estudo das Soluções Químicas

1) Responda:

• a) O que são soluções e quais as partes que as compõem? Defina cada uma.
• b) Qual o tipo de forças intermoleculares que predominam em ligações entre substâncias iônicas e água? Explique.
• c) As forças de dispersão predominam quando se misturam que tipos de substâncias?
• d) Explique o que ocorre quando substâncias dipolo se misturam.
• e) Explique por que a substância iônica NaCl se dissolve rapidamente em água.
• f) O que significam os termos solvatação e hidratação?
• g) Explique quais são as etapas para a formação de uma solução aquosa de NaCl, quais delas são endotérmicas e quais são exotérmicas.
• h) Por que o KCl (soluto iônico) não se dissolve em gasolina (líquido apolar)? Explique.
• i) Os processos que tendem a ocorrer espontaneamente geralmente ocorrem quando a energia do sistema aumenta ou diminui? Tendem a ser exotérmicos ou endotérmicos?
• j) Explique o que é a entropia de um sistema.

2) Dê exemplos:

• a) De solução formada de: solvente gasoso com soluto gasoso; solvente líquido com soluto gasoso; solvente líquido com soluto sólido; solvente líquido com soluto líquido.
• b) De uma solução onde a força intermolecular presente é do tipo íon-dipolo.
• c) De fatores que afetam a solubilidade de uma solução.
• d) De uma solução exotérmica e uma endotérmica e a aplicação das mesmas.

3) Defina soluções saturadas, insaturadas e supersaturadas, além do processo de cristalização.

4) Responda:

• a) Por que as substâncias com energia de rede mais alta tendem a ser menos solúveis em água que as com energias de rede mais baixas?
• b) Classifique a interação solvente-soluto nas seguintes soluções, da mais fraca para a mais forte, e indique o principal tipo de interação em cada caso:
  • (a) KCl em água;
  • (b) CH₂Cl₂ em benzeno (C₆H₆);
  • (c) metanol (CH₃OH) em água.

5) A solubilidade de Cr(NO₃)₃ · 9H₂O em água é 208 g por 100 mL de H₂O a 15 °C. Uma solução de Cr(NO₃)₃ · 9H₂O em água a 35 °C é formada pela dissolução de 324 g em 100 g de H₂O. Quando essa solução é resfriada lentamente para 15 °C, não se forma nenhum precipitado.

• a) Qual o termo que descreve essa solução?
• b) Que ação você tomaria para iniciar a cristalização?

6) Qual dos seguintes em cada par é provavelmente o mais solúvel em água? Explique sua resposta em cada caso:

• a) CCl₄ ou CaCl₂
• b) Benzeno (C₆H₆) ou fenol (C₆H₅OH)

7) Calcule:

• a) A porcentagem em massa de Na₂SO₄ em uma solução contendo 11,7 g de Na₂SO₄ em 443 g de água.
• b) A porcentagem de prata em ppm, num mineral que contém 5,95 g de prata por tonelada de mineral.
• c) A concentração de Sr²⁺ em ppm na água do mar, sabendo que a mesma contém 0,0079 g de Sr²⁺ por quilograma de água.
• d) Uma solução é preparada contendo 7,5 g de CH₃OH em 245 g de H₂O:
  • I) Calcule a porcentagem em massa de CH₃OH;
  • II) Calcule a concentração em quantidade de matéria (molaridade) de CH₃OH.

8) Observe a seguinte figura e responda:

• a) Determine se a adição de 40 g de cada um dos seguintes sólidos iônicos para 100 g de água a 40 °C levará a uma solução saturada:
  • I) NaNO₃
  • II) KCl
  • III) K₂Cr₂O₇
  • IV) Pb(NO₃)₂
• b) Determine a massa de cada um dos seguintes sais necessários para formar uma solução saturada em 250 g de água a 30 °C:
  • I) KClO₃
  • II) Pb(NO₃)₂
  • III) Ce₂(SO₄)₃
  • IV) KCl
• c) Colocando-se 55 g de cada substância a 20 °C, quais estarão insaturadas e quais estarão saturadas?
• d) Qual das substâncias é a mais solúvel em água à temperatura ambiente?

9) A acetona é miscível em água e a gasolina é imiscível. O que isso significa? Explique por que isso ocorre.

10) Determine se cada uma das seguintes substâncias apresenta maior probabilidade de se dissolver em tetracloreto de carbono (CCl₄) ou em água: K₂SO₄, C₇H₁₆, HF e I₂.

11) Calcule a concentração de CO₂ em um refrigerante engarrafado com pressão parcial de CO₂ de 6,0 atm sobre o líquido a 25 °C. A constante de Henry para CO₂ em água nessa temperatura é 3,1 × 10^-2 mol/L·atm.

12) A constante da lei de Henry para o gás hélio em água a 30 °C é 3,7 × 10^-4 mol/L·atm; a constante para N₂ a 30 °C é 6,0 × 10^-4 mol/L·atm. Se os dois gases estão presentes cada um a 1,5 atm de pressão, calcule a solubilidade de cada gás.

13) A densidade da acetonitrila (CH₃CN) é 0,786 g/mL, e a densidade do metanol (CH₃OH) é 0,791 g/mL. Uma solução é preparada dissolvendo-se 18,0 mL de CH₃OH em 110 mL de CH₃CN.

• A) Qual é a fração em quantidade de matéria (fração molar) do metanol na solução?
• B) Qual é a concentração em quantidade de matéria (molaridade)?

14) Descreva como você prepararia cada uma das seguintes soluções aquosas, começando com CaCl₂ sólido:

• a) 0,850 L de CaCl₂ 2,30 × 10^-3 mol/L;
• b) 250 g de 0,200 mol/kg de CaCl₂;

15) Calcule:

• a) A fração em quantidade de matéria de 32,5 g de fenol (C₆H₅OH) diluído em 530 g de etanol (CH₃CH₂OH).
• b) A concentração em mol/kg (molalidade) de uma solução preparada com 5,50 g de CH₃OH em 500 mL de água.