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Exercıcios Dissertativos

1. (2002) Iodo e fluor formam uma serie de compostos binarios que apresentam em suas analises asseguintes composicoes:

Composto % em massa de % em massa deiodo fluor

A 87,0 13,0B 69,0 31,0C 57,0 43,0

(a) Qual a conclusao que pode ser extraıda desses resultados com relacao as massas de fluor que secombinam com uma certa massa fixa de iodo? Demonstre essa conclusao.

(b) E possıvel deduzir, usando apenas os dados fornecidos para o composto A, que sua formula mınimae IF? Justifique sua resposta.

2. (2003) A producao de acido nıtrico, pelo metodo de Ostwald, pode ser descrita como se ocorresse em3 etapas sequenciais.

(I) Oxidacao catalıtica da amonia gasosa pelo oxigenio, formando monoxido de nitrogenio.

(II) Oxidacao do monoxido de nitrogenio pelo oxigenio, formando dioxido de nitrogenio.

(III) Reacao do dioxido de nitrogenio com agua, formando acido nıtrico e monoxido de nitrogenio, oqual e reciclado para a etapa II.

(a) Sabendo-se que para oxidar completamente 1,70 g de amonia sao necessarios exatamente 4,00 gde oxigenio, deduza os coeficientes estequiometricos dos reagentes envolvidos na etapa I. Escrevaa equacao, corretamente balanceada, representativa dessa reacao.

(b) Escreva as equacoes representativas, corretamente balanceadas, das reacoes correspondentes asetapas II e III.

Professora:Kelly Galhardo UNIFESP contato:[email protected]



3. (2003) A fenolftaleına apresenta propriedades catarticas e por isso era usada, em mistura com a-lactose monoidratada, na proporcao de 1:4 em peso, na formulacao de um certo laxante. Algumas daspropriedades dessas substancias sao dadas na tabela.

Substancia Ponto de fusao (oC) Solubilidade (g/mol) Solubilidade (g/mol)agua etanol

fenolftaleına 260 - 265 praticamente 6,7 a 25oCinsoluvel

α-lactose H2O 201 - 202 25 a 25oC praticamente95 a 80oC insoluvel

Deseja-se separar e purificar essas duas substancias, em uma amostra de 100 g da mistura. Com basenas informacoes da tabela, foi proposto o procedimento representado no fluxograma.

(a) Supondo que nao ocorram perdas nas etapas, calcule a massa de lactose que deve cristalizar noprocedimento adotado.

(b) Com relacao a separacao / purificacao da fenolftaleına,- explique se o volume de etanol proposto e suficiente para dissolver toda a fenolftaleına contidana mistura.- usando seus conhecimentos sobre a solubilidade do etanol em agua, explique por que a adicaode agua a solucao alcoolica provoca a cristalizacao da fenolftaleına.




4. (2004) Na reciclagem de plasticos, uma das primeiras etapas e a separacao dos diferentes tipos demateriais. Essa separacao pode ser feita colocando-se a mistura de plasticos em lıquidos de densidadesapropriadas e usando-se o princıpio do ”boia, nao boia”. Suponha que um lote de plasticos sejaconstituıdo de polipropileno (PP), polietileno de alta densidade (PEAD), poliestireno (PS) e cloretode polivinila (PVC), cujas densidades sao dadas na tabela.

Material Densidade (g/cm3)PP 0,90 - 0,91

PEAD 0,94 - 0,96PS 1,04 - 1,08

PVC 1,22 - 1,30

O esquema de separacao desses materiais e:

(a) Para a separacao PP - PEAD, foi preparada uma solucao misturando-se 1000 L de etanol com 1000L de agua. Ela e adequada para esta separacao? Explique, calculando a densidade da solucao.Suponha que os volumes sao aditivos. Dados de densidade: agua = 1,00 kg/L e etanol = 0,78kg/L.

(b) Desenhe um pedaco da estrutura do PVC e explique um fator que justifique a sua densidade maiorem relacao aos outros plasticos da tabela.

5. (2004) Ions bario, Ba2+, sao altamente toxicos ao organismo humano. Entretanto, uma suspensaoaquosa de BaSO4 e utilizada como contraste em exames radiologicos, pois a baixa solubilidade dessesal torna-o inocuo. Em um episodio recente, varias pessoas faleceram devido a ingestao de BaSO4

contaminado com BaCO3. Apesar do BaCO3 ser tambem pouco soluvel em agua, ele e toxico, poisreage com o acido clorıdrico do estomago, liberando Ba2+. Suponha que BaSO4 tenha sido preparadoa partir de BaCO3, fazendo-se a sua reacao com solucao aquosa de H2SO4, em duas combinacoesdiferentes:

(I) 2,0 mol de BaCO3 e 500 mL de solucao aquosa de H2SO4 de densidade 1,30 g/mL e com porcen-tagem em massa de 40%.

(II) 2,0 mol de BaCO3 e 500 mL de solucao 3,0 mol/L de H2SO4.

(a) Explique, utilizando calculos estequiometricos, se alguma das combinacoes produzira BaSO4 con-taminado com BaCO3.

(b) Calcule a massa maxima de BaSO4 que pode se formar na combinacao II.




6. (2005) Um dos possıveis meios de se remover CO2 gasoso da atmosfera, diminuindo assim sua con-tribuicao para o ”efeito estufa”, envolve a fixacao da gas por organismos microscopicos presentes emrios, lagos e, principalmente, oceanos. Dados publicados em 2003 na revista Quımica Nova na Escolaindicam que o reservatorio da hidreletrica de Promissao, SP, absorve 704 toneladas de CO2 por dia.

(a) Calcule a quantidade de CO2, expressa em mol/dia, absorvida pelo reservatorio. (Dado: massamolar de CO2 = 44 g/mol.)

(b) Suponha que parte do CO2 permaneceu dissolvida na agua do reservatorio, na forma CO2(aq).Empregando equacoes quımicas, discuta qualitativamente o efeito que o CO2 dissolvido tera sobreas caracterısticas quımicas da agua do reservatorio.

7. (2006) Existem diferentes formas pelas quais a agua pode fazer parte da composicao dos solidos, resul-tando numa grande variedade de substancias encontradas na natureza que contem agua ou elementosque a formam. A agua de estrutura e denominada de agua de hidratacao, que difere muito da agua deabsorcao ou adsorcao. A agua de constituicao e uma forma de agua em solidos, que e formada quandoestes se decompoem pela acao de calor.

(a) O NaHCO3 e Ca(OH)2 sao solidos que apresentam agua de constituicao. Escreva as equacoes,devidamente balanceadas, que evidenciam essa afirmacao, sabendo-se que na decomposicao dobicarbonato de sodio e produzido um oxido de carater acido.

(b) No tratamento pos-operatorio, um medicamento usado para estimular a cicatrizacao e o sulfatode zinco hidratado, ZnSO4 x H2O. A analise desse solido indicou 43,9% em massa de agua.Determine neste composto o numero de moleculas de agua por formula unitaria.

Dadas massas molares (g/mol): ZnSO4 = 161,5 e H2O = 18,0.




8. (2007) A prata e um elemento muito utilizado nas industrias de fotografia e imagem e seu descarteno meio ambiente representa risco para organismos aquaticos e terrestres. Por ser um dos metais comrisco de escassez na natureza, apresenta um alto valor agregado. Nesses aspectos, a recuperacao daprata de resıduos industriais e de laboratorios associa a mitigacao do impacto ambiental a economica.O fluxograma representa o tratamento de um resıduo lıquido que contem ıons de prata (Ag+) e desulfato (SO2−

4 ) em meio aquoso.

(a) Escreva as equacoes das reacoes, devidamente balanceadas, da formacao do cloreto de prata e dooxido de prata.

(b) No tratamento de um resıduo aquoso que continha 15,6 g de sulfato de prata, foram obtidos 8,7g de oxido de prata. Calcule o rendimento em Ag2O deste processo.

9. (2008) A figura apresenta um esquema de equipamento utilizado para determinacao de carbono ehidrogenio em uma determinada amostra de um composto organico (constituıdo por C, H e O) commassa molar 90 g/mol. A amostra no forno sofre combustao completa com excesso de gas oxigenio.No equipamento, o interior das regioes A e B contem substancias solidas para reter por completo,respectivamente, a agua e o gas carbonico produzidos na combustao.

(a) Determine a formula molecular do composto organico analisado, sabendo-se que as massas de aguae gas carbonico produzidas foram respectivamente 36 mg e 176 mg.

(b) O compartimento B contem a substancia hidroxido de sodio. Escreva a equacao da reacao que laocorre, sabendo-se que e classificada como reacao de sıntese.




10. (2009) O acido nıtrico e um dos acidos mais utilizados na industria e em laboratorios quımicos. Ecomercializado em diferentes concentracoes e volumes, como frascos de 1 litro de solucao aquosa, quecontem 60% em massa de HNO3 (massa molar 63 g/mol). Por se tratar de acido forte, encontra-setotalmente na forma ionizada quando em solucao aquosa diluıda. E um lıquido incolor, mas adquirecoloracao castanha quando exposto a luz, devido a reacao de fotodecomposicao. Nesta reacao, o acidonıtrico decompoe-se em dioxido de nitrogenio, gas oxigenio e agua.

(a) Escreva as equacoes quımicas, devidamente balanceadas, da reacao de fotodecomposicao do acidonıtrico e da ionizacao do acido nıtrico em meio aquoso.

(b) A 20 oC, a solucao aquosa de acido nıtrico descrita apresenta concentracao 13,0 mol/L. Qual e adensidade desta solucao nessa mesma temperatura? Apresente os calculos efetuados.

11. (2010) Na queima do cigarro, ha a liberacao dos gases CO, CO2 e de outras substancias toxicas comoalcatrao, nicotina, fenois e amonia (NH3). Para a conscientizacao sobre a toxicidade do cigarro, acampanha antifumo do estado de Sao Paulo mostrava o uso do monoxımetro, ”bafometro do cigarro”,que mede a concentracao de monoxido de carbono, em ppm (partes por milhao), no ar exalado dospulmoes do indivıduo. A figura representa o resultado da aplicacao do teste.

(www.bhsbrasil.com.br/monoximetro.htm Adaptado.)

(a) Dado que 1 ppm de CO refere-se ao teor de 1 L de CO em 106 L de ar e que a densidade do CO e1,145 g/L nas condicoes do teste, qual deve ser o valor de XX, indicado no visor do monoxımetro,se dois litros de ar exalado por aquele indivıduo contem 4,58 x 10−2 mg de monoxido de carbono?

(b) As moleculas de amonia e de gas carbonico apresentam formas geometricas e polaridades bemdistintas. Descreva essas caracterısticas.

12. (2012) Os fenois sao compostos com caracterısticas bactericidas; seu uso como antisseptico hospitalar emencionado desde o seculo XIX. Diversos produtos de higiene contem derivados do fenol. O resorcinolpode ser sintetizado a partir da reacao indicada na equacao.

(a) Determine a massa de hidroxido de sodio necessaria para producao de 55 g de resorcinol.

(b) Uma solucao aquosa de resorcinol preparada com agua destilada apresenta faixa de pH acima ouabaixo de 7,0? Justifique.




13. (2012) Um dentista receitou para seu paciente, que estava com ferimentos na gengiva, um enxaguebucal com agua oxigenada 10 volumes. No quadro, e transcrita parte do texto que consta no rotulo deum frasco de agua oxigenada comprado pelo paciente.

Composicao: solucao aquosa de peroxido de hidrogenio 10 volumes de oxigenio.Indicacoes: antisseptico topico - agente de limpeza de ferimentos. O peroxido de hidrogenio e umdesinfetante oxidante, com acao germicida. O peroxido de hidrogenio se decompoe rapidamente e

libera oxigenio quando entra em contato com o sangue.

Considere as seguintes informacoes:- A equacao da reacao de decomposicao do H2O2 e:

H2O2(aq)→ H2O(l) + 1/2O2(g)

- Na decomposicao de 1 kg de agua oxigenada 10 volumes, sao liberados 0,444 mol de gas O2.

(a) Escreva o nome do grupo de substancias organicas ao qual pertence a substancia presente nosangue que promove a rapida decomposicao da agua oxigenada, bem como sua funcao em relacaoa energia de ativacao dessa reacao.

(b) Calcule o teor percentual em massa de peroxido de hidrogenio na solucao de agua oxigenadaadquirida pelo paciente.

14. (2013) Solucoes aquosas de nitrato de prata (AgNO3), com concentracao maxima de 1,7% em massa,sao utilizadas como antisseptico em ambiente hospitalar. A concentracao de ıons Ag+ presentes numasolucao aquosa de AgNO3 pode ser determinada pela titulacao com solucao de concentracao conhecidade tiocianato de potassio (KSCN), atraves da formacao do sal pouco soluvel tiocianato de prata(AgSCN). Na titulacao de 25,0 mL de uma solucao de AgNO3, preparada para uso hospitalar, foramutilizados 15,0 mL de uma solucao de KSCN 0,2 mol/L, para atingir o ponto final da reacao.

(a) Determine, em mol/L, a concentracao da solucao preparada de AgNO3.

(b) Mostre, atraves de calculos de concentracao, se a solucao de AgNO3 preparada e adequada parauso hospitalar. Considere que a massa molar de AgNO3 seja igual a 170 g/mol e que a densidadeda solucao aquosa seja igual a 1 g/ml.




15. (2014) Lampadas incandescentes, como as de 60W, tem uma data-limite no Brasil para fabricacaoe importacao. Para sua substituicao sao recomendadas as lampadas fluorescentes, mais economicas,embora as incandescentes reproduzam mais fielmente a luz natural, produzida no Sol e filtrada pelaatmosfera terrestre.A lampada incandescente tem em seu interior um filamento de tungstenio (W). A lampada fluorescentemais comum contem mercurio (Hg), de massa molar 200 g/mol, que e uma substancia toxica, cujo limitemaximo de seu vapor, estabelecido pela Organizacao Mundial da Saude (OMS), e 0,04 mg por m3 dear no ambiente de trabalho.

(www.brasil.gov.br.Adaptado.)

(a) Com base nas posicoes dos metais W e Hg na Classificacao Periodica dos Elementos Quımicos, qualdeles apresenta maior ponto de fusao e maior massa especıfica (densidade absoluta)? Justifiquesua resposta.

(b) Em um galpao isolado e totalmente vazio, foi quebrada uma lampada fluorescente contendo 1, 0×10−4 mol de Hg. Sabendo-se que todo o Hg vaporizou-se, distribuindo-se uniformemente pelo arambiente e atingindo o limite maximo estabelecido pela OMS, calcule o volume ocupado pelo arno interior do galpao.

16. (2015) A cafeına e um dos estimulantes presentes em bebidas energeticas. Em laboratorio, a cafeınapode ser extraıda para fase aquosa, aquecendo ate fervura uma mistura de cha preto, agua e carbonatode calcio. Apos filtracao, a fase aquosa e colocada em contato com um solvente organico, para extracaoda cafeına. Com evaporacao do solvente, obtem-se a cafeına solida. O solvente organico utilizado deveter baixa temperatura de ebulicao. A evaporacao deve ser feita com cuidado, para nao degradar acafeına, pois esta, quando queimada em atmosfera rica de oxigenio, produz gas carbonico, agua e gasnitrogenio.No grafico sao representadas as curvas de pressao de vapor para os lıquidos X e Y, que sao os doissolventes citados no procedimento de extracao da cafeına.

(a) Escreva a equacao balanceada para reacao de queima da cafeına descrita no texto, utilizandocoeficientes estequiometricos inteiros.

(b) Qual e a curva do grafico que se refere ao solvente organico utilizado? Justifique sua resposta.




Solucao de exercıcios selecionados

1.

2. (a) Para encontrar a relacao estequiometrica temos primeiro que saber as massas moleculares de NH3

e O2:MM(NH3) = 14 + (3 . 1) = 17 g/molMM (O2) = 2 . 16 = 32 g/molAssim,

NH3 O2

x.17 g/mol .......... y.32 g/mol1,70 g .......... 4,0 g

x.17

1, 70=y.32

4, 0x

y= 0,80 =

4

5

∴ 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O

(b) (II) 2NO + O2 → 2NO2

(II) 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO

3.

4.

5. (a) (I) BaCO3 + H2SO4 → Ba2SO4 + H2CO3

MM(BaCO3) = 137,3 + 12 + (3. 16) = 197,3 g/molMM (H2SO4) = (2. 1) + 32 + (4 . 16) = 98 g/mol

1,30 g de H2SO4 .......... 1 mL H2SO4

x .......... 500 mL

x = 650 g

Porem como a porcentagem em massa de H2SO4 e 40% temos:

650 g de H2SO4 .......... 100%y .......... 40%

y = 260 g de H2SO4

Usando a massa molecular do H2SO4 encontramos quantos mols ha na solucao:

98 g .......... 1 mol de H2SO4

260 g .......... z

z = 2,65 mol de H2SO4

Pela reacao vemos que:

1 mol de BaCO3 .......... 1 mol de H2SO4

2 mol de BaCO3 .......... 2 mol de H2SO4

∴ ha excesso de 0,65 mol de H2SO4, entao neste caso, nao ha BaSO4 contaminado comBaCO3, ja que nao sobra BaCO3 na solucao.

(II) A relacao de mols e dada por:

BaCO3 H2SO4

1 mol .......... 1 mol1,5 mol .......... 1,5 mol

Como foram adiconados 2 mols de BaCO3, ha excesso de 0,5 mol de BaCO3, portanto, oBaSO4 esta contaminado de BaCO3.

(b) Pela relacao de mols temos:




BaCO3 H2SO4

1 mol .......... 1 mol1,5 mol .......... 1,5 mol

Pela massa molecular do BaCO3 encontramos:

197,3 g de BaCO3 .......... 1 molx .......... 1,5 mol

x = 295,95g de BaCO3

6.

7.

8. (a) As reacoes sao:

Ag+ + Cl− → AgCl

2AgCl + 2NaOH → AgOH +H2O

2AgOH →∆ Ag2O +H2O

(b) Primeiro vamos encontrar as massas moleculares dos compostos: MM(Ag2SO4) = (2 . 107,9) +32 + (4 . 16) = 311,8 g/molMM(Ag2O) = (2 . 107,9) + 16 = 231,8 g/mol

Ag2SO4 Ag2O311,8 g .......... 231,815,6 g .......... x mol

x = 11,59 mol de Ag2O

Como foram gerados apenas 8,7 mol de Ag2O, entao:

8, 7

11, 59= 0,75 ou 75% de rendimento

9.

10.

11. (a) Pela densidade do CO encontramos:

1,145 g .......... 1 L de CO4,58.10−5 g .......... x

x = 4.10−5 L

Pelo volume de ar encontramos:

2 L de ar .......... 4.10−5 L de CO106 L .......... y

y = 20 L

Usando agora a relacao de ppm temos:

1 ppm .......... 1 L de COz .......... 20 L de CO

z = 20 ppm

(b) A geometria das molecular de NH3 e CO2 sao:




12.

13.

14.

15.

16.


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