Estequiometria avanada

Questo 1

Foram colocados para reagir em um recipiente 20,83 g de BaCl2 e 28,42 g de Na2SO4, em soluo aquosa. A equao da reao qumica que ocorre :

BaCl2(aq) + Na2SO4(aq)BaSO4(s) + 2NaCl(aq)

Considerando o rendimento da reao de 100%, o reagente limitante e as massas de sulfato de brio e cloreto de sdio formados so, respectivamente:

a) cloreto de brio, 23,34 g de sulfato de brio e 11,70 g de cloreto de sdio.

b) cloreto de brio, 46,68 g de sulfato de brio e 5,85 g de cloreto de sdio.

c) sulfato de sdio, 23,34 g de sulfato de brio e 5,85 g de cloreto de sdio.

d) sulfato de sdio, 46,68 g de sulfato de brio e 11,70 g de cloreto de sdio.

Gabarito:

A

Resoluo:

De acordo com a equao, a proporo de:1 mol BaCl2 (208,3 g/mol) : 1 mol Na2SO4 (142 g/mol) : 1 mol BaSO4 (233,4 g/mol) : 2 mol NaCl (58,5 g/mol)

Podemos determinar a massa de Na2SO4 necessria reao completa com 20,83 g de BaCl2:

208,3 g BaCl2 __________ 142 g Na2SO420,83 g BaCl2 __________ m1m1 = 14,2 g Na2SO4Uma vez que a massa de Na2SO4 existente (28,42 g) maior que a massa necessria (14,2 g), existe excesso desse composto, e o BaCl2 o agente limitante.

Pelo fato de que reage 0,1 mol de cada composto, podemos prever que a quantidade formada de cada produto igual a 0,1 mol de BaSO4 (23,34 g) e 0,2 mol de NaCl (11,70 g).

Questo 2

O CaCO3 um dos constituintes do calcrio, importante matria-prima utilizada na fabricao docimento. Uma amostra de 7,50 g de carbonato de clcio impuro foi colocada em um cadinho de porcelana de massa 38,40 g e calcinada a 900C, obtendo-se como resduo slido somente o xido de clcio. Sabendo-se que a massa do cadinho com o resduo foi de 41,97 g, a amostraanalisada apresenta um teor percentual de CaCO3 igual a

(A) 70%.

(B) 75%.

(C) 80%.

(D) 85%.

(E) 90%.

Gabarito:

D

Resoluo:

A reao de decomposio trmica do CaCO3 representada pela seguinte equao:CaCO3 CaO + CO2Pode-se observar que, a partir de um mol de CaCO3 (massa molar = 100 g/mol) obtm-se 1 mol de CaO (massa molar = 56 g/mol). A massa de CaO obtida corresponde a 3,57 g (41,97 38,40 = massa do cadinho com resduo da decomposio massa do cadinho vazio). Temos, portanto:

100 g CaCO3 ___________ 56 g CaO

m ___________ 3,57 g CaO

m = 6,375 g

A massa total inicial (7,50 g) corresponde massa de CaCO3 com impurezas; a parte pura corresponde a:

7,50 g __________ 100%

6,375 g __________P

P = 85%

Questo 3

O gs cloro, descoberto em 1774 pelo sueco Carl Wilhelm Scheele, pode ser obtido atravs de eletrlise da soluo aquosa de cloreto de sdio cuja reao global ocorre de acordo com a equao:

2 NaCl(aq) + 2 H2O(l) 2 NaOH(aq) + H2(g) + Cl2(g)

Considerando que a soluo de sal apresenta 45% em massa de NaCl, a partir de cada 100 kg da mencionada soluo, as massas de hidrxido de sdio e cloro obtidas sero, aproximadamente,

A) 36,00 kg e 31,95 kg.

B) 36,00 kg e 63,00 kg.

C) 30,77 kg e 27,30 kg.

D) 30,77 kg e 54,60 kg.

Gabarito:

C

Resoluo:

100 kg de soluo com 45% em massa de soluto contm 45 kg de NaCl puro. De acordo com a equao dada, a proporo de:

2 mols NaCl __________ 2 mols NaOH __________ 1 mol Cl2

que, convertida em massa, leva a:

2 58,5 g NaCl __________ 2 40 g NaOH __________ 71 g Cl245 kg NaCl __________ mNaOH __________ mCl2mNaOH 30,77 kg e mCl2 27,30 kg

Questo 4

O sulfeto de sdio um produto bastante utilizado na indstria metalrgica. Um dos mtodos de fabricao dessa substncia envolve a saturao de uma soluo de hidrxido de sdio com sulfeto de hidrognio, conforme as reaes 1 e 2 apresentadas a seguir:

H2S(g) + NaOH(aq) NaHS(aq) + H2O(l) (Reao 1)

NaHS(aq) + NaOH(aq) Na2S(s) + H2O(l) (Reao 2)

A partir das reaes apresentadas,

a) indique qual o mtodo de separao deve ser utilizado para obteno do sulfeto de sdio. b) determine a quantidade (em gramas) de sulfeto de sdio que ser produzido ao se utilizar 17 g de sulfeto de hidrognio. Considere o rendimento da reao 1 igual a 70%.

Gabarito:

(Resoluo oficial)a) O mtodo de separao indicado a filtrao.

b) De acordo com a estequiometria da reao 1, tem-se que 34 g de H2S formam 56 g de NaHS. Ao se utilizar 17 g de H2S sero obtidos 28 g de NaHS.

34 g de H2S __________ 56 g de NaHS

17 g de H2S__________ x de NaHS

Logo, x = 28 g de NaHS.

Considerando-se um rendimento de 70% na reao 1, conclui-se que a massa produzida de NaHS ser de 19,6 g, conforme os clculos demonstrados abaixo.

28 g de NaHS ________100%

x g de NaHS__________ 70%

x = 19,6 g de NaHS

A partir do rendimento apresentado na reao 1, a massa produzida de NaHS foi de apenas 19,6 g. Na reao 2, a relao estequiomtrica mostra que a partir de 56 g de NaHS sero formadas 78 g de Na2S. Logo, a massa de Na2S que ser formada igual a 27,3 g, conforme clculos descritos a seguir.

56 g de NaHS________ 78 g de Na2S

19,6 g de NaHS______x g de Na2S

x = 27,3 g

Questo 5

Qual o rendimento da reao de 80 g de enxofre com oxignio, produzindo 128 g de SO2?

Dados: massas atmicas: S = 32; O = 16

a. 80%

b. 20%

c. 50%

d. 0,8%

e. 0,2%

Gabarito:

A

Resoluo:

Aps o equacionamento da reao, efetua-se o clculo estequiomtrico de modo usual:

S + O2 SO21 mol 1 mol

= x = 160 g

Logo, a massa de SO2 que seria produzida se a reao tivesse rendimento total (100%) 160 g.Com base nesse valor, calcula-se o rendimento da reao:

x = 80%

Questo 6

Uma amostra de sulfato de sdio, Na2SO4, impura, com massa de 2,53 g, dissolvida em gua. A soluo resultante , ento, tratada com cloreto de brio, BaCl2, em excesso. Nessa reao, obtm-se 2,33 g de sulfato de brio, BaSO4.

Durante o processo, ocorre a reao qumica representada nesta equao:

Na2SO4 (aq) + BaCl2 (aq) 2 NaCl (aq) + BaSO4 (s)

As massas molares das substncias envolvidas no processo esto representadas neste quadro:

Substncia Massa molar / (g/mol)

Na2SO4142,0

BaCl2208,0

NaCl58,5

BaSO4233,0

Suponha que a reao ocorra com 100% de rendimento.

Considerando-se essas informaes, CORRETO afirmar que a massa da impureza presente na amostra de sulfato de sdio de

a. 0,99 g .

b. 1,11 g .

c. 1,42 g .

d. 1,54 g .

Gabarito:

B

Resoluo:

Estabelecendo as relaes estequiomtricas:

Na2SO4 (aq) + BaCl2 (aq) 2 NaCl (aq) + BaSO4 (s)

1 mol ----------------------------------------- 1 mol

142 g ----------------------------------------- 233 g

X-------------------------------------------- 2,33 g

Logo X = 1,42 g

m (impureza) = m (amostra ) m (Na2SO4 pura)

m (impureza) = 2,53 1,42

m (impureza) = 1,11 g

Lembre-se: a impureza no reage!

Questo 7

A bauxita um minrio de alumnio que apresenta alto teor de xido de alumnio, alm de impurezas de xidos de ferro (responsveis pela tonalidade avermelhada do mineral) e xidos de silcio. A bauxita purificada, obtendo-se a alumina (Al2O3) de alto teor de pureza que, posteriormente, por eletrlise gnea resulta no metal alumnio.

Considere que a partir de 6,0 t de bauxita obtm-se 2,7 t de metal alumnio. Nesse caso, a pureza do minrio em questo de

(A) 27%(B) 45%(C) 53%(D) 85%(E) 100%

Gabarito:

D

Resoluo:

O alumnio metlico (massa molar = 27 g/mol) obtido a partir da alumina (massa molar = 102 g/mol) de acordo com a seguinte equao balanceada:

Al2O3 2 Al + O2.

Assim, a proporo de 1 mol de alumina para 2 mols de alumnio metlico. Para que sejam obtidas 2,7 t de alumno metlico,so necessrias:

102 g bauxita 227 g Alm2,7 t Alm = 5,1 t bauxita.

Esse valor corresponde a uma pureza do minrio igual a:

6,0 t 100%5,1 t PP = 85%.