Questão 5 - Considere a titulação de
de uma solução de
com uma solução de
. Analise as afirmativas abaixo e, em seguida, assinale a alternativa correta.
I - 0 volume no ponto de equivalência deverá ser de
.
II - 0 pAg antes do ponto de equivalência deverá ser menor que 8,04 .
III - Antes do ponto de equivalência haverá um excesso de Ag+ no meio reacional.
IV - Considerando um volume de solução padrão
menor que o ponto de equivalência, o valor de pAg deverá ser próximo de 13,3.
◯ As afirmativas I e II estão corretas
◯ As afirmativas I e III estão corretas
◯ As afirmativas I e IV estão corretas
◯ As afirmativas II e III estão corretas
◯ As afirmativas I, II e IV estão corretas
II - 0 pAg antes do ponto de equivalência deverá ser menor que 8,04 .
III - Antes do ponto de equivalência haverá um excesso de Ag+ no meio reacional.
IV - Considerando um volume de solução padrão
◯ As afirmativas I e II estão corretas
◯ As afirmativas I e III estão corretas
◯ As afirmativas I e IV estão corretas
◯ As afirmativas II e III estão corretas
◯ As afirmativas I, II e IV estão corretas
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que ele pede.
- Dados do enunciado:
- Volume da solução de KI:
- Concentração da solução de KI:
- Concentração da solução de
:
- Volume da solução de KI:
- O enunciado lista quatro afirmativas (I, II, III, IV) e pede que se identifique quais são corretas. Em termos práticos precisamos:
- Calcular o volume no ponto de equivalência e verificar a afirmativa I.
- Entender o que ocorre com
e antes do ponto de equivalência para avaliar as afirmativas II e III (isso envolve precipitação de e o papel do produto de solubilidade). - Calcular o valor de
para um volume de titulante igual a do ponto de equivalência (para avaliar IV).
Passo 2
Calcular o volume no ponto de equivalência (verificando I).
-
Reação relevante (este é o balanço estequiométrico básico):é 1:1, então no ponto de equivalência as mols de
adicionadas igualam as mols de presentes inicialmente. -
Calcular mols de
iniciais (venho do KI; cada KI fornece 1 mol de ): -
Volume de
no ponto de equivalência, , obtido por Substituindo:
Conclusão parcial: a afirmativa I (ponto de equivalência
) é correta.
Passo 3
Entender qualitativamente o que ocorre antes do ponto de equivalência (base para avaliar II e III).
- Interpretação estequiométrica: enquanto não se atinge o ponto de equivalência existe mais
do que adicionado; portanto há excesso de e o que entra é rapidamente consumido formando o precipitado . - Consequência prática: antes do ponto de equivalência a concentração livre de
na solução é muito baixa e é controlada pelo equilíbrio de solubilidade de : com constante de solubilidade - Valor assumido para
(valor tabulado a usado aqui): (vou usar esse valor para cálculos numéricos adiante.)
Passo 4
Avaliar a afirmativa III (“Antes do ponto de equivalência haverá um excesso de
no meio reacional”) usando a descrição do passo anterior.
- Pelo raciocínio estequiométrico, antes do ponto de equivalência o reagente em excesso é
, não . Logo não haverá excesso de ; o contrário: estará praticamente todo precipitado, ficando uma concentração residual muito baixa controlada por . - Portanto a afirmativa III é falsa.
Passo 5
Avaliar a afirmativa II ("O
antes do ponto de equivalência deverá ser menor que
"). Explicar e calcular um exemplo simples (estado inicial, antes de qualquer adição) para ter ideia da ordem de grandeza.
- Definição de
: - Situação inicial (antes de qualquer
adicionado): há em concentração . Em presença de excesso de , a concentração de em equilíbrio é aproximadamente Substituindo os valores: Assim - Interpretação: esse valor indica que antes do ponto de equivalência (na maior parte do intervalo até bem próximo ao ponto) a
é muito alto (valores como – ), ou seja a concentração de é extremamente baixa. A afirmativa II diz que a antes do ponto de equivalência será menor que (isto é, a concentração de seria muito maior). Isso contradiz o raciocínio e o cálculo: a antes do ponto de equivalência é muito maior que . Portanto a afirmativa II é falsa.
Passo 6
Avaliar numericamente a afirmativa IV (5% menor que o ponto de equivalência:
próximo de
) — cálculo detalhado.
- Primeiro calcular o volume que é
do ponto de equivalência: - Mols de
adicionadas a esse volume: - Mols de
remanescentes (inicial menos as reagidas): - Volume total da mistura:
- Concentração de
após essa adição: - Concentração residual de
controlada por : - Calcular
:
Conclusão: para um volume de titulante igual a
do ponto de equivalência obtém-se
, portanto a afirmativa IV é correta.
Passo 7
Resumo das verdades das afirmativas e conclusão sobre a alternativa correta.
- I: correta (cálculo do ponto de equivalência
). - II: falsa (antes do ponto de equivalência a
é muito maior que ; exemplo inicial dá ). - III: falsa (antes do ponto de equivalência há excesso de
, não de ). - IV: correta (cálculo com
a menos do ponto de equivalência dá ).
Portanto as afirmativas corretas são I e IV.
Resposta
As afirmativas I e IV estão corretas