quimica 2 - questões para 3ª avaliação - Prof. Jeudi

REVISÃO DE ESTEQUIOMETRIA

01. (UFRGS) Para formar dois mols de óxido de alumínio (Al₂O₃) a partir de alumínio puro, a massa de oxigênio (O₂) necessária é de aproximadamente:

a) 16 g

b) 32 g

c) 48 g

d) 96 g

e) 192 g

02. (UFRGS) A combustão do álcool etílico é representada pela equação

C₂H₆O_(l) + 3 O₂ ó 2 CO_2(g) + 3 H₂O_(g)

Na queima de 100 g de um álcool hidratado (com 92% de pureza), a massa de água formada na reação é aproximadamente igual a:

a) 18 g

b) 54 g

c) 108 g

d) 118 g

e) 117 g

03. (UFRGS) O gás hilariante (N₂O) pode ser obtido pela decomposição térmica no nitrato de amônio (NH₄NO₃). Se de 4,0 g do sal obtivermos 2,0 g do gás hilariante, podemos prever que a pureza do sal é da ordem de:

a) 100%

b) 90%

c) 75%

d) 50%

e) 20%

04. (UFRGS) A oxidação da pirita fornece óxido de ferro III e dióxido de enxofre, conforme a equação (não balanceada): ….. FeS₂ + ….. O₂ ó …. Fe₂O₃ + ….. SO₂

Partindo-se de 4,8 g de pirita, a quantidade máxima de óxido de ferro III que pode ser obtida é

a) 1,6 g

b) 3,2 g

c) 5,6 g

d) 6,4 g

e) 16,0 g

05. (UFRGS) Tratando-se 25 g de uma liga de ouro e cobre com ácido nítrico concentrado,

obteve-se um volume gasoso, que, nas CNTP, mediu 2,24 litros. Com base na equação

Cu + 4 HNO_3(conc) ó Cu(NO₃)_2(s) + 2 NO_2(g) + 2 H₂O_(l)

O percentual aproximado de ouro na liga era de

a) 13

b) 25

c) 63

d) 75

e) 87

06. (UFRGS) Os aromatizantes, na sua grande maioria, são ésteres. O butirato de metila, que ocorre na maçã, pode ser obtido através da reação do ácido butírico com o metanol:

CH₃CH₂CH₂COOH + CH₃OH ó CH₃CH₂CH₂COOCH₃ + H₂O

O número de mols de butirato de metila que pode ser obtido a partir de 3,52 g de ácido butírico e 1,60 g de metanol, supondo o consumo total do reagente limitante, é

a) 0,04

b) 0,05

c) 0,07

d) 4,08

e) 5,10

07. (UFRGS) O acetileno, gás utilizado em maçaricos, pode ser obtido a partir do carbeto de cálcio (carbureto) de acordo com a equação

CaC₂ + 2 H₂O ó Ca(OH)₂ + C₂H₂

Utilizando-se 1 kg de carbureto com 36% de impurezas, o volume de acetileno obtido, nas

CNTP, em litros, é de aproximadamente

a) 0,224

b) 2,24

c) 26

d) 224

e) 260

08. (UFRGS) Um vazamento de gás de cozinha pode provocar sérios acidentes. O gás de cozinha, quando presente no ar em concentração adequada, pode ter sua combustão provocada por uma simples faísca proveniente de um interruptor de luz ou de um motor de geladeira. Essas explosões são, muitas vezes, divulgadas erroneamente como explosão do botijão de gás. A reação de combustão completa de um dos componentes do gás de cozinha é apresentada a seguir:

C₃H₈ + 5 O₂ ó 3 CO₂ + 4 H₂O

A partir da equação acima, qual a massa de oxigênio necessária para produzir a combustão completa de 224 litros de propano na CNTP?

a) 32 g

b) 160 g

c) 320 g

d) 1600 g

e) 3200 g

09. (UFRGS) O acionamento de air bags é efetuado através da decomposição violenta da azida de sódio, segundo a reação representada pela equação química: NaN₃ó Na + 3/2 N₂

A decomposição completa de 130 g de azida de sódio produz um volume de nitrogênio, em litros, nas CNTP, aproximadamente igual a

a) 11,2

b) 22,4

c) 33,6

d) 67,2

e) 134,4

10. (UFRGS) O carbonato de cálcio decompõe-se por aquecimento segundo a equação abaixo.

CaCO_3(s) ó CaO_(s) + CO_2(g)

Numa experiência típica, 10,0 g de carbonato de cálcio são aquecidos em sistema aberto, obtendo-se 7,80 g de resíduo sólido. A percentagem de decomposição do carbonato foi de

a) 22%

b) 28%

c) 39%

d) 50%

e) 78%

11. (UFRGS) Num processo de produção de ácido acético, borbulha-se oxigênio no acetaldeído (CH₃CHO), a 60°C, na presença de acetato de manganês (II) como catalisador: 2 CH₃CHO_(l) + O_2(g) ó 2 CH₃COOH_(l)

Num ensaio de laboratório para esta reação, opera-se no vaso de reação com 22,0 gramas de CH₃CHO e 16,0 gramas de O₂. Quantos gramas de ácido acético são obtidos nesta reação a partir destas massas de reagentes e qual o reagente limitante, ou seja, o reagente que é completamente consumido?

a) 15,0 g CH₃CHO

b) 30,0 g O₂

c) 30,0 g CH₃CHO

d) 60,0 g O2

e) 120,0 g CH₃CHO

12. (UFRGS) Uma amostra de 36 g de benzeno foi tratada, gota a gota, com 150 g de bromo molecular, na presença de pequena quantidade de brometo de ferro III, (não como reagente). Foram obtidas 42 g de bromobenzeno. A equação é: C₆H₆ + Br₂ ó C₆H₅Br + HBr O rendimento desta reação, baseado no reagente limitante, é aproximadamente igual a:

a) 36%

b) 42%

c) 58%

d) 78%

e) 100%

GABARITO:

01. D 02. C 03. B 04. B 05. E 06. A 07. D 08. D 09. D 10. D 11. C 12. C

20 – ESTEQUIOMETRIA – RENDIMENTO – PUREZA

I – Introdução.

A estequiometria que é amplamente utilizada na industria química, nada mais é que a aplicação numérica das Leis Ponderais e da Hipótese de Avogadro em processos práticos. Para evitarmos erro durante a aplicação de cálculos estequiométricos, devemos ser metódicos e saber analisar seus casos particulares com calma e naturalidade, pois todos são de grande valia para o bem estar social. Para executarmos um cálculo estequiométrico de forma precisa devemos adotar alguns procedimentos, como:

1 – observar se a equação está balanceada, caso não esteja proceder ao acerto de seus coeficientes.

2 – observar a relação molar entre reagentes e produtos, para tanto, basta observarmos os coeficientes da reação balanceada.

3 – identificar as substâncias envolvidas no cálculo através do enunciado e estabelecer uma regra de três entre os dados fornecidos. Nessa aula estudaremos alguns casos particulares de calculo estequiométrico, são

eles: calculo com rendimento, calculo com grau de pureza e calculo com reagente em excesso.

II - Calculo estequiométrico com percentual de rendimento.

As reações químicas envolvem de forma direta ou indireta percentuais de

rendimento. Por vezes esperasse pela teoria obter uma determinada quantidade de produtos, porém no processo experimental essa quantidade não é obtida. Esse fenômeno é bastante comum, já que na teoria não são previstas as perdas ocorridas em processos industriais. Dessa forma pode-se dizer que quando obtemos valores práticos ou experimentais iguais aos teóricos a reação teve um rendimento igual a 100%, caso contrário efetuamos uma regra de três para determinar o rendimento da reação de acordo com:

                  Valor teórico-----------------100%

Valor experimental---------- x (%) – rendimento da reação.Parte superior do formulário

 Exemplificando:

Uma amostra de 200g CaCO3 (M=100g), produziu por decomposição térmica 66g de CO2(M=44g/mol), de acordo com a equação, a seguir. Determine o percentual ou grau de rendimento para esse processo.

CaCO3 ® CaO + CO2

1 mol 1 mol

100g---------------------44g

200g---------------------- x

x = 88g de CO2 – valor teórico – 100% rendimento

88g--------100%

66g----------- x (grau de rendimento) x = 75% de rendimento

III - Calculo estequiométrico com percentual de pureza.

Em qualquer processo de químico a impureza deve ser desprezada, pois esta pode contaminar o processo ou formar produtos secundários os quais podem não ser de interesse para o procedimento químico. Dessa maneira, quando aparecer impurezas em qualquer reagente devemos extraí-la dos nossos cálculos e efetuar a estequiometria apenas com reagentes puros.

Exemplificando:

Para transformar mármore em gesso, precisamos atacá-lo com ácido sulfúrico, segundo a reação:

H2SO4 + CaCO3  CaSO4 + CO2 + H2O

2,5 kg de mármore com 20% de impureza pode produzir quantos kg de gesso?

Dados: (Ca = 40; C = 12; S = 32; O = 16)

Antes de efetuar o cálculo, devemos determinar a massa de mármore pura:

2500g de mármore-------100% da massa

     x----------------------------80% puro x = 2000g de mármore puro

H2SO4 + CaCO3  CaSO4 + CO2 + H2O

1 mol     1 mol      1mol   1 mol  1 mol

100g------136g

2000g-------x x = 2720g ou 2,72kg de gesso.

IV – Calculo estequiométrico com reagente em excesso.

De acordo com as Leis ponderais, existe uma relação fixa na qual os reagentes

interagem (Lei de Proust), caso um dos participantes tenha um maior valor de massa ou de volume que a proporção estabelecida, a quantidade em excesso não reagirá. Sempre que o enunciado do problema trouxer dados sobre mais de um dos reagentes da reação, tome cuidado, podemos ter um caso de reagente em excesso.

Exemplificando:

8 gramas de hidrogênio são colocados para reagir com 100 gramas de oxigênio,determine a massa de água obtida na reação. (H=1u, O=16u)

H2                +         1/2O2        H2O

1 mol                0,5 mol       1 mol

2g                    16g             18g      relação de massa definida

4g                    32g             36g

8g                    64g             72g

Observe que 8 gramas de H2 reagem completamente com 64 gramas de oxigênio, formando 72 gramas de água. Observamos então que o excesso é de 36gramas de oxigênio e que o hidrogênio é o reagente limitante do sistema,

PROPOSIÇÃO DE ATIVIDADES.

01. (Puc-RJ) O sulfato de cálcio (CaSO4) é matéria-prima do giz e pode ser obtido pela reação entre soluções aquosas de cloreto de cálcio e de sulfato de sódio (conforme reação abaixo). Sabendo disso, calcule a massa de sulfato de cálcio obtida pela reação de 2 mols de cloreto de cálcio com excesso de sulfato de sódio, considerando-se que o rendimento da reação é igual a 75 %.

CaCl2(aq) + Na2SO4(aq)  CaSO4(s) + 2NaCl(aq)

a) 56 g. d) 204g

b) 136    e) 102 g.

Resposta: letra D

CaCl2(aq) + Na2SO4(aq)  CaSO4(s) + 2NaCl(aq)

1mol------------------------------- 136g

2mol-------------------------------- X X = 272 gramas de CaSO4 ----------100%(R)

Y -------------------------- 75%

Y = 204 gramas de CaSO4

02. (UFC) A porcentagem de TiO2 em um minério pode ser determinada através da seguinte reação:

3TiO2(s) + 4BrF3(liq)  3TiF4(s) + 2Br2(liq) + 3O2(g)

Se 12,0 g do minério produzem 0,96 g de O2, a porcentagem aproximada de TiO2  nesse minério é de:

a) 10%

b) 20%

c) 30%

d) 40%

e) 50%

Resposta: letra B

3TiO2(s) + 4BrF3(liq)  3TiF4(s) + 2Br2(liq) + 3O2(g)

239,7g---------------------------------------------------- 96g

12g--------------------------------------------------------- X

X = 4,8gramas de O2 se o minério é puro

4,8g-------------100% (pureza)

0,96g--------------X X = 20% de TiO2

03. (Unirio-RJ) Soluções de amônia são utilizadas com freqüência em produtos de limpeza domésticas. A amônia pode ser preparada por inúmeras formas. Dentre elas:

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TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO(Uerj) O cloro é uma substância simples e de grande importância industrial. É utilizado como desinfetante,alvejante e na produção de inúmeros compostos químicos. Um deles, por exemplo, é o 1,2 - dicloro etano,obtido pela reação do cloro com o eteno.A reação do dióxido de manganês com ácido clorídrico é um dos processos mais antigos para obtenção decloro que, nas condições ambientes, é um gás. Assim, os anúncios de cloro líquido, que vemos freqüentemente,vendem, na realidade, uma solução de hipoclorito de sódio.1. Escreva a equação química correspondente à obtenção do 1,2 - dicloro etano e indique o tipo de mecanismoda reação em função da partícula reagente.TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO(Ufrj) Na busca por combustíveis mais "limpos", o hidrogênio tem-se mostrado uma alternativa muitopromissora, pois sua utilização não gera emissões poluentes. O esquema a seguir mostra a utilização dohidrogênio em uma pilha eletroquímica, fornecendo energia elétrica a um motor.2.Um protótipo de carro movido a hidrogênio foi submetido a um teste em uma pista de provas. Sabe-se que oprotótipo tem um tanque de combustível (H‚) com capacidade igual a 164 litros e percorre 22 metros para cadamol de H‚ consumido. No início do teste, a pressão no tanque era de 600 atm e a temperatura, igual a 300 K.Sabendo que, no final do teste, a pressão no tanque era de 150 atm e a temperatura, igual a 300 K, calcule adistância, em km, percorrida pelo protótipo.

 

100 questões de calculo estequiométrico

pag.2

TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES.(Unicamp) Vestibular, tempo de tensões, de alegrias, de surpresas... Naná e Chuá formam um casal denamorados. Eles estão prestando o Vestibular da Unicamp 2001. Já passaram pela primeira fase e agora sepreparam para a etapa seguinte. Hoje resolveram rever a matéria de Química. Arrumaram o material sobre amesa da sala e iniciaram o estudo:- Será que estamos preparados para esta prova? - pergunta Naná.- Acho que sim! - responde Chuá. - O fato de já sabermos que Química não se resume à regra de três eà decoração de fórmulas nos dá uma certa tranqüilidade.- Em grande parte graças à nossa professora - observa Naná.- Bem, vamos ao estudo!3. - Você se lembra daquela questão da primeira fase, sobre a camada de ácido orgânico que formava umcírculo sobre a água? - diz Chuá.- Se lembro! - responde Naná. - Nós a resolvemos com certa facilidade pois conseguimos visualizar acamada de moléculas, usando a imaginação. E se a banca resolvesse continuar com esse tema na segundafase? - sugere Chuá.- Será? - pergunta Naná.- Bem, já que estamos estudando, vamos imaginar perguntas e depois respondê-las.- Por exemplo, na experiência relatada, formava-se uma única camada do ácido orgânico sobre a água.Hoje sabemos que se trata do ácido oléico, que tem uma dupla ligação na cadeia(CHƒ(CH‚)‡CH=CH(CH‚)‡CO‚H, ou simplesmente R-CO‚H).Massas molares (g/mol): I‚ = 253,8a) Na experiência foram usados 1,4×10

−

¦g de ácido, que correspondem a aproximadamente 3×10¢§ moléculas.Se essa quantidade de ácido reagisse completamente com iodo, quantos gramas de iodo seriam gastos?- Esta é tranqüila - vibra Chuá! - Basta saber como o iodo reage com a molécula do ácido oléico e fazer um cálculo muito simples. Vamos ver uma outra questão que não envolva cálculo!b) Como ocorre a interação das moléculas do ácido oléico com as da água, na superfície deste líquido?

 

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4. - Que moleza! Está pensando o quê? Pergunta é a que vou lhe fazer agora! - vibra Naná. - Vamos falar um pouco de respiração.- Respiração? - pergunta Chuá. - Mas estamos estudando Química ou Biologia?- Pois é, mas os átomos e as moléculas não sabem disso, e as reações químicas continuam ocorrendoem todos os seres vivos - emenda Naná, continuando: - No corpo humano, por exemplo, o CO‚ dos tecidos vaipara o sangue e o O‚ do sangue vai para os tecidos. Quando o sangue alcança os pulmões, dá-se a trocainversa. O sangue contém, também, substâncias que impedem a variação do pH, o que seria fatal ao indivíduo.Mesmo assim, pode ser observada pequena diferença de pH (da ordem de 0,04) entre o sangue arterial e ovenoso.a) Utilizando equações químicas explique onde se pode esperar que o pH seja um pouco mais baixo: no sanguearterial ou no venoso?- Puxa! Nessa você me pegou. Mas vou resolver - diz Chuá.Naná, porém, logo continua: - Quando em "repouso", liberamos nos pulmões, por minuto, cerca de200mL de dióxido de carbono oriundo do metabolismo, medida esta feita a temperatura ambiente (25°C). Vocêestá comendo pão que podemos considerar, numa simplificação, como sendo apenas um polímero de glicose(C†H



‚O†). A massa dessa fatia é de aproximadamente 18 gramas.Massa molar (g/mol): C†H



‚O† = 180b) Seguindo esse raciocínio e admitindo, ainda, que a fatia se transforme em CO‚ e água, sendo o dióxido decarbono eliminado totalmente pela respiração, quantos minutos serão necessários para que ela seja "queimada"no organismo?5. (Uff) Por muitos anos, os aborígenes da Austrália usaram folhas de eucalipto para combater dores, emparticular, a de garganta. O componente ativo dessas folhas foi identificado como EUCALIPTOL, cuja massamolar é 154,0 g.Ao se analisar uma amostra de eucaliptol com 3,16 g, encontrou-se o seguinte resultado: C=2,46g; H=0,37g;O=0,33 g.Considere essas informações e determine:a) a fórmula molecular do eucaliptol;b) a massa, em grama, de H‚O produzida na combustão completa da amostra.6. (Uflavras) Um caminhão-tanque derramou 4,9 toneladas de ácido sulfúrico numa estrada. Para que esseácido não atinja uma lagoa próxima ao local do acidente e para amenizar os danos ecológicos, jogou-se barrilha(50%) sobre o ácido sulfúrico derramado (barrilha=Na‚COƒ).a) Classifique a reação que ocorre entre o ácido sulfúrico e a barrilha, mostrando a equação química.b) Qual a massa de barrilha (50%) necessária para neutralizar todo o ácido derramado?Massas molares (g/mol): H‚SO„=98; Na‚COƒ=106.

 

·         Questão 1

Calcule o título e a porcentagem em massa de uma solução feita a partir da dissolução de 368 g de glicerina, C₃H₈O₃, em 1600 g de água.

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Titulo

·         Questão 2

Qual a massa de água existente em 600 g de uma solução aquosa de brometo de potássio (KBrO_3(aq)) com τ = 0,25?

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·         Questão 3

(ENCE-UERJ-Cefet-UFRJ) Para a prevenção de cáries, em substituição à aplicação local de flúor nos dentes, recomenda-se o consumo de "água fluoretada". Sabendo que a porcentagem, em massa, de fluoreto de sódio na água é de 2 · 10^–4%, um indivíduo que bebe 1 litro dessa água, diariamente, terá ingerido uma massa desse sal igual a: (densidade da água fluoretada: 1,0 g/mL)

a)      2 · 10^–3 g.

b)      3 · 10^–3 g.

c)       4 · 10^–3 g.

d)      5 · 10^–3 g.

e)      6 · 10^–3 g.

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Respostas

• Resposta Questão 1

τ = m₁

       m

τ =___m_{1______}
       (m₁ + m₂)

τ = __368 g_____ 
     (368 + 1600)g

τ = 0,187

Porcentagem em massa do soluto:

τ_%= τ. 100%  
 τ_%= 0,187. 100%
τ_%= 18,7%    

Porcentagem em massa do solvente:

100% - 18,7% = 81,3%

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• Resposta Questão 2

Se τ = 0,25, então significa que temos 25 g de soluto em 100 g de solução.

25 g de KBrO_3(aq)-------- 100 g de solução
x ---------------------------600 g de solução
x = 600 . 25
         100
x = 150 g de soluto (KBrO_3(aq))

m_água = m_solução – m_soluto
m_água = (600 – 150)g
m_água = 450 g

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• Resposta Questão 3

Alternativa “a”

O valor da porcentagem em massa indica que existem:

2 · 10^–4 g de NaF em 100 g de solução

Como a densidade da solução é 1,0 g/mL, ou seja, 1 000 g/L, se um indivíduo ingerir 1 L dessa

solução, ele estará ingerindo 1 000 gramas da solução. Então:

100 g de solução ------------ 2 · 10^–4 g de NaF

1 000 g de solução ---------- x

x = 1 000 g de solução · 2 · 10^–4 g de NaF        ⇒    x = 2 · 10^–3 g de NaF
                  100 g de solução

Outra maneira de resolvermos essa questão é pela aplicação da fórmula de título (τ):

τ · 100% = % em massa                           em que: m1 = ?

m1· 100% = % em massa                                       m = 1 000 g
m %                                                                            em massa = 2 · 10^–4 %

_m1 __ .100% = 2 · 10^–4%
1 000 g

m1 = 2 · 10^–4% · 1 000 g⇒m1 = 2 · 10^–3 g de NaF