1

Clculo Estequiomtrico 1) (FUVEST) Uma substncia pode apresentar solubilidades diferentes em solventes diversos. Assim, por exemplo, o cido butanodioico mais solvel em gua do que em ter. Ao misturar cido butanodioico, ter e gua, agitar a mistura e deix-la em repouso por alguns minutos, separam-se duas fases, uma de ter e outra de gua. Ambas contm cido butanodioico, em concentraes diferentes e que no mais se alteram, pois o sistema atingiu o equilbrio. cido butanodioico (gua) cido butanodioico (ter) Para determinar a constante desse equilbrio, tambm chamada de coeficiente de partio, foram efetuados cinco experimentos. Em cada um, foi adicionado cido butanodioico a uma mistura de 25mL de gua e 25mL de ter. Aps a agitao e separao das fases, as concentraes de cido butanodioico, em cada fase, foram determinadas.

Experimento Concentrao de equilbrio do cido butanodioico na gua

(mol/L)

Concentrao de equilbrio do cido butanodioico no ter

(mol/L)

1 0,152 0,023

2 0,182 0,028

3 0,242 0,036

4 0,300 0,044

5 0,349 0,051

a) No quadriculado da folha de respostas, construa um grfico da concentrao de cido butanodioico em ter versus a concentrao de cido butanodioico em gua. b) Calcule o valor do coeficiente de partio ter/gua do cido butanodioico. c) Qual a massa, em gramas, de cido butanodioico utilizada no experimento 5? Mostre os clculos. d) Em outro experimento, foram utilizadas duas diferentes amostras de cido butanodioico. Uma delas continha, em suas molculas, apenas o istopo oxignio-18, e a outra continha apenas oxignio-16. A primeira (com oxignio-18) foi adicionada gua, e a segunda (com oxignio-16) foi adicionada ao ter. Aps misturar as solues, agitar a mistura e separar as fases, onde foi detectado o oxignio-18? Explique. Dado: massa molar do cido butanodioico ......... 118g/mol

2) (Fuvest) Em um experimento, para determinar o nmero x de grupos carboxlicos na molcula de um cido carboxlico, volumes de solues aquosas desse cido e de hidrxido de sdio, de mesma concentrao, em mol L1, mesma temperatura, foram misturados de tal forma que o volume final fosse sempre 60mL. Em cada caso, houve liberao de calor. No grfico abaixo, esto as variaes de temperatura ( T) em funo dos volumes de cido e base empregados:

Partindo desses dados, pode-se concluir que o valor de x a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 3) (IME) Um reator de volume constante continha, inicialmente, 361 g de uma mistura gasosa constituda por um alcano e um ter, ambos de massa molecular 58, a 398 K e 1,47 atm. Neste reator, injetou-se uma quantidade de oxignio correspondente ao dobro do mnimo necessrio para realizar a combusto completa. Aps a reao de combusto, a mistura final foi resfriada at a temperatura inicial, atingindo uma presso de 20,32 atm. Supondo a combusto completa, calcule a composio molar da mistura original.

2

4) (Simulado Enem) D-me um navio cheio de ferro e eu lhe darei uma era glacial, disse o cientista John Martin (1935-1993), dos Estados Unidos, a respeito de uma proposta de interveno ambiental para resolver a elevao da temperatura global; o americano foi recebido com muito ceticismo. O pesquisador notou que mares com grande concentrao de ferro apresentavam mais fitoplncton e que essas algas eram capazes de absorver elevadas concentraes de dixido de carbono da atmosfera. Esta incorporao de gs carbnico e de gua (H2O) pelas algas ocorre por meio do processo de fotossntese, que resulta na produo de matria orgnica empregada na constituio da biomassa e na liberao de gs oxignio (O2). Para essa proposta funcionar, o carbono absorvido deveria ser mantido no fundo do mar, mas como a maioria do fitoplncton faz parte da cadeia alimentar de organismos marinhos, ao ser decomposto devolve CO2 atmosfera. Os sete planos para salvar o mundo. Galileu, n. 214, maio 2009. (com adaptaes).

Considerando que a ideia do cientista John Martin vivel e eficiente e que todo o gs carbnico absorvido (CO2, de massa molar igual a 44 g/mol) transforma-se em biomassa fitoplanctnica (cuja densidade populacional de 100g/m2 representada por C6H12O6, de massa molar igual a 120g/mol), um aumento de 10km2 na rea de distribuio das algas resultaria na a) emisso de 2,72 x 106 kg de gs carbnico para a atmosfera, bem como no consumo de toneladas de gs oxignio da atmosfera. b) retirada de 2,20 x 106 kg de gs carbnico da atmosfera, alm da emisso direta de toneladas de gs oxignio para a atmosfera. c) retirada de 1,00 x 106 kg de gs carbnico da atmosfera, bem como na emisso direta de toneladas de gs oxignio das algas para a atmosfera. d) retirada de 4,54 x 105 kg de gs carbnico da atmosfera, alm do consumo de toneladas de gs oxignio da atmosfera para a biomassa fitoplanctnica. e) emisso de 3,67 x 105 kg de gs carbnico para a atmosfera, bem como na emisso direta de milhares de toneladas de gs oxignio para a atmosfera a partir das algas. 5) (FGV - SP) Alguns metais sofrem risco de escassez na natureza e, por isso, apresentam um alto valor agregado. A recuperao dos metais de resduos industriais e de laboratrios torna-se importante porque associa dois fatores: o econmico e a reduo do impacto ambiental, causado pelo descarte dos metais diretamente na natureza. A figura representa um fluxograma para recuperao dos metais Al, Mg e Cu, de 88,0 kg de resduo de uma liga metlica utilizada na aviao.

A soma dos coeficientes estequiomtricos da equao balanceada da reao que ocorre na dissoluo do Mg com HCl igual a a) 5. b) 7. c) 8. d) 9. e) 10. 6) (FGV - SP) Alguns metais sofrem risco de escassez na natureza e, por isso, apresentam um alto valor agregado. A recuperao dos metais de resduos industriais e de laboratrios torna-se importante porque associa dois fatores: o econmico e a reduo do impacto ambiental, causado pelo descarte dos metais diretamente na natureza. A figura representa um fluxograma para recuperao dos metais Al, Mg e Cu, de 88,0 kg de resduo de uma liga metlica utilizada na aviao.

3

Na recuperao dos metais desse resduo, considera-se que a dissoluo alcalina empregada para dissolver somente o alumnio, no reagindo com os outros dois metais, e a dissoluo cida, para dissolver o magnsio. Sabendo-se que o resduo da liga contm somente Al, Mg e Cu e que no h perda de massa durante o processo, a porcentagem, em massa, de magnsio nessa liga igual a a) 9%. b) 16%. c) 25%. d) 66%. e) 75%. 7) (Mack) Pelo Protocolo de Kyoto, pases industrializados devem reduzir em 5,2%, em relao aos nveis de 1990, a emisso de gases causadores do efeito estufa, at 2012. O Brasil, pas em desenvolvimento, contribuiu menos com emisses e dever participar de nova rodada de negociaes em 2012. Entretanto, j iniciou vrios projetos, tais como a eliminao, em aterros sanitrios, da queima de metano ou a captura de gs carbnico da atmosfera, por meio de reflorestamento de grandes reas, e est vendendo essas cotas de redues de emisso de gases poluentes a pases desenvolvidos que estourem o limite estabelecido pelo protocolo. Considere que, num aterro sanitrio, 4000ton/dia de metano deixam de ser queimadas a cu aberto e que a tonelada de gs carbnico que deixa de ser produzida nessa combusto valha R$ 18,00. Ao final de 30 dias, o valor recebido ser de Dado: massa molar (g/mol) H = 1, C = 12 ; O = 16. a) 198 mil reais. b) 5 milhes e 940 mil reais. c) 72 mil reais. d) 792 mil reais. e) 3 milhes e 300 mil reais.

8) (Fuvest) Uma soluo aquosa de NaOH (base forte), de concentrao 0,10mol L1, foi gradualmente adicionada a uma soluo aquosa de HCl(cido forte), de concentrao 0,08mol L1. O grfico que fornece as concentraes das diferentes espcies, durante essa adio

4

9) (FGV) Um lote de NaHCO3 recebido por uma indstria farmacutica foi analisado pelo seguinte procedimento: Reagiram-se 8,40 g de NaHCO3 slido com soluo de H2SO4 em excesso. Todo o gs desprendido na reao foi recolhido e, aps ser seco pelo procedimento conveniente, apresentou um volume de 2,05 L, quando medido a 25 C o e presso de 1 atm. A respeito desse procedimento e de seus resultados, foram feitas as seguintes afirmaes: I. a equao balanceada que representa a reao empregada no processo de anlise

2 NaHCO3(S) + H2SO4(aq) Na2SO4(aq) + H2O(l) + CO2 (g) II. na reao, foram formados 4,40 g de CO2 gasoso; III. o lote de NaHCO3 recebido apresenta 100% de pureza. Considerando as massas molares, em g/mol, NaHCO3 = 84, H2SO4 = 98 e CO2 = 44 e o volume de 1 mol de gs ideal, a 25 C o e 1 atm, igual a 24,6 L, est correto o que se afirma em a) I, apenas. c) III, apenas e) I, II e III. b) II, apenas. d) I e II, apenas. 10) (FMTM) A maior parte do cobre metlico produzido atualmente extrado de minrios de cobre, sendo o mais importante a calcopirita (CuFeS2 ). O minrio bruto de cobre metlico modo e separado de suas impurezas atravs de um processo no qual misturado com leo e gua. A mistura de minrio com leo removida da superfcie da gua. Aps a separao, a calcopirita submetida a uma forte corrente de ar, reagindo com o gs oxignio e produzindo sulfeto de cobre(I), xido de ferro(III) e dixido de enxofre. O xido de ferro(III)

removido com slica. O sulfeto de cobre(I) ento aquecido em corrente de ar, sendo reduzido a cobre metlico. Considerando que a reao se processa com 100% de rendimento, a massa obtida de cobre metlico, em kg, a partir de 795,0 kg de sulfeto de cobre(I), que tem massa molar 159 g/mol, Dados: massas molares (g/mol) Cu = 63,5 e S = 32,0 A) 635,0 B) 571,5 C) 508,0 D) 444,5 E) 317,5 11) (FMTM) A maior parte do cobre metlico produzido atualmente extrado de minrios de cobre, sendo o mais importante a calcopirita (CuFeS2 ). O minrio bruto de cobre metlico modo e separado de suas impurezas atravs de um processo no qual misturado com leo e gua. A mistura de minrio com leo removida da superfcie da gua. Aps a separao, a calcopirita submetida a uma forte corrente de ar, reagindo com o gs oxignio e produzindo sulfeto de cobre(I), xido de ferro(III) e dixido de enxofre. O xido de ferro(III) removido com slica. O sulfeto de cobre(I) ento aquecido em corrente de ar, sendo reduzido a cobre metlico. A soma dos coeficientes estequiomtricos da equao de reao, devidamente balanceada, da formao do sulfeto de cobre(I) a partir da calcopirita A) 23 B) 21 C) 17 D) 11 E) 10 12) (UPE) 42,0g de carbonato de magnsio reagem com excesso de cido sulfrico. Aqueceu-se o sistema para eliminar o bixido de carbono. Em seguida, resfria-se e dilui-se a 1,0L. Retira-se uma alquota de 10,0mL e titula-se, utilizando-se como titulante uma soluo de hidrxido de sdio 0,50mol/L, gastando-se 2,0mL para a neutralizao. O volume do cido sulfrico, utilizado inicialmente, , aproximadamente, Dados: Densidade do H2SO4 = 1,8g/mL Mg = 24u, C = 12u, O = 16u, S= 32u, H = 1u a) 30,0 mL. b) 50,0 mL. c) 18,4 mL. d) 40,0 mL. e) 36,2 mL. 13) (Fuvest) Em soluo aquosa, ons de tlio podem ser precipitados com ons cromato. Forma-se o sal pouco solvel, cromato de tlio, Tlx(CrO4). Tomaram-se 8 tubos

5

de ensaio. Ao primeiro, adicionaram-se 1 mL de soluo de ons tlio (incolor) na concentrao de 0,1 mol/L e 8 mL de soluo de ons cromato (amarela), tambm na concentrao de 0,1 mol/L. Ao segundo tubo, adicionaram-se 2 mL da soluo de ons tlio e 7 mL da soluo de ons cromato. Continuou-se assim at o oitavo tubo, no qual os volumes foram 8 mL da soluo de ons tlio e 1 mL da soluo de ons cromato. Em cada tubo, obteve-se um precipitado de cromato de tlio. Os resultados foram os da figura. Os valores de x e y, na frmula Tlx(CrO4), so, respectivamente,

a) 1 e 1 b) 1 e 2 c) 2 e 1 d) 2 e 3 e) 3 e 2 14) (FUVEST) O slido MgCl2 6NH3 pode decompor-se, reversivelmente, em cloreto de magnsio e amnia. A equao qumica que representa esse processo :

Ao ser submetido a um aquecimento lento, e sob uma corrente de nitrognio gasoso, o slido MgCl2 6NH3 perde massa, gradativamente, como representado no grfico:

As linhas verticais, mostradas no grfico, delimitam as trs etapas em que o processo de decomposio pode ser dividido. a) Calcule a perda de massa, por mol de MgCl2 6NH3, em cada uma das trs etapas. b) Com base nos resultados do item anterior, escreva uma equao qumica para cada etapa de aquecimento. Cada uma dessas equaes dever representar a transformao que ocorre na etapa escolhida.

1 Etapa

2 Etapa

3 Etapa

c) No processo descrito, alm do aquecimento, que outro fator facilita a decomposio do MgCl2 6NH3? Explique. Dados: massa molar (g/mol): MgCl2 6NH3 . . . . . . 197 NH3 . . . . . . . . . . . . . . 17,0 15) (Unicamp) Eles esto de volta! Omar Mitta, vulgo Rango, e sua esposa Dina Mitta, vulgo Estrondosa, a dupla explosiva que j resolveu muitos mistrios utilizando o conhecimento qumico (vestibular UNICAMP 2002). Hoje esto se preparando para celebrar uma data muito especial. Faa uma boa prova e tenha uma boa festa depois dela. Especialmente para as crianas, havia uma sala reservada com muitos brinquedos, guloseimas, um palhao e um mgico. Como Rango tambm tinha problemas com acar, algumas vezes ele colocava pouco acar nas receitas. Ao experimentar a pipoca doce, uma das crianas logo berrou: Tio Rango, essa pipoca t com pouco acar! Aquela observao intrigou Rango, que ? ficou ali pensando.... a) Coloquei duas xcaras de milho na panela e, depois que ele estourou, juntei trs colheres de acar para derreter e queimar um pouco. Se cada colher tem mais ou menos 20 gramas de acar, quantas molculas de sacarose (C12H22O11) eu usei em uma panelada? b) Eu tambm sei que parte desse acar, aps caramelizar, se decompe em gua e carbono. Se 1% desse acar se decompe dessa forma, quantos gramas de carbono se formaram em cada panelada? Dado: Constante de Avogadro = 6,02x1023 mol-1 16) (UEMG) Um dos componentes do gs de cozinha o butano (C4H10). A equao que representa a sua combusto est representada a seguir C4H10 (g)+ O2 (g) CO2(g) + H2O (g) H = -2900 Kj/mol Aps o balanceamento da equao acima, PODE-SE AFIRMAR que a) a combusto de 2 mols de butano absorve 5800 Kj de energia. b) a massa de O2 consumida na combusto de 1 mol de butano igual a 100g. c) o butano apresenta cadeia aromtica. d) o nmero de molculas de gua produzido na combusto de 116g de butano igual a 6,02x10 24.

6

17) (PUC - RJ) Ferro gusa o principal produto obtido no alto forno de uma siderrgica. As matrias-primas utilizadas so: hematita (Fe2O3 mais impurezas), calcrio (CaCO3 mais impurezas), coque (C) e ar quente. Considere as principais reaes que ocorrem no alto forno:

a) A partir de uma tonelada de hematita com 10% de impurezas em massa, calcule a quantidade mxima, em kg, que se pode obter de ferro gusa (Fe mais 7%, em massa, de impurezas). b) Escreva a frmula dos agentes redutores nas reaes de oxirreduo. c) Dentre os reagentes e produtos presentes, identifique e escreva a reao do anidrido com a gua.

18) (PUC - RJ)

O esquema acima representa a anlise de uma soluo contendo 172 mg de soda custica comercial por soluo padro de cido clordrico de concentrao 0,100mol L-1 e utilizando fenolftalena como indicador. Nessa anlise, a completa neutralizao do NaOH, presente na soda custica comercial, consumiu 40,0 mL da soluo de HCl. Pede-se: a) escreva a equao da reao que ocorre nessa anlise;

b) indique o pH, a 250C, resultante no ponto estequiomtrico, ou seja, ao trmino da reao de neutralizao; c) calcule a composio percentual em massa de NaOH na soda custica comercial. 19) (UFC) O grfico a seguir representa a variao do pH de 50 mL de uma soluo aquosa de um cido H3X em funo do volume de NaOH 0,30 molL-1 adicionado.

a) Considerando-se que o pKa1 aproximadamente 2, quais os valores de pKa2 e pKa3? b) Qual a concentrao, em molL-1, da soluo de H3X? 20) (FUVEST) Os comprimidos de um certo anti-cido efervescente contm cido acetilsaliclico, cido ctrico e determinada quantidade de bicarbonato de sdio, que no totalmente consumida pelos outros componentes, quando o comprimido dissolvido em gua. Para determinar a porcentagem em massa do bicarbonato de sdio (NaHCO3) nesses comprimidos, foram preparadas 7 solues de vinagre, com mesmo volume, porm de concentraes crescentes. Em um primeiro experimento, determinou-se a massa de um certo volume de gua e de um comprimido do anti-cido. A seguir, adicionou- se o comprimido gua, agitou-se e, aps cessar a liberao de gs, fez-se nova pesagem. Procedimento anlogo foi repetido para cada uma das 7 solues. Os resultados desses 8 experimentos esto no grfico.

7

Dados: massa do comprimido = 3,0g massas molares (g/mol): dixido de carbono = 44 bicarbonato de sdio = 84 vinagre = soluo aquosa diluda de cido actico Considerando desprezvel a solubilidade do gs na gua e nas solues utilizadas, a porcentagem em massa de bicarbonato de sdio nos comprimidos de anti-cido , aproximadamente, de a) 30 b) 55 c) 70 d) 85 e) 90 21) (UERJ) O clssico processo Haber de produo de amnia, cujo rendimento de 80% em condies timas, est representado na equao abaixo.

N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) H < 0 A equao a seguir representa um processo alternativo de produo de amnia, que tem como reagentes gs natural, vapor dgua e ar atmosfrico. O rendimento deste processo de 20% em condies timas.

7CH4(g) + 10H2O(v) + 8N2(g) + 2O2(g) 16NH3(g) + 7CO2(g) H < 0 Admita comportamento ideal dos gases e vapores envolvidos. A) Considerando um mesmo volume de nitrognio, calcule a razo entre os volumes de amnia gasosa produzidos pelo processo Haber e pelo processo alternativo, ambos em condies timas. B) Os dois processos apresentam baixssimas velocidades de converso a 25oC. Para aumentar essas velocidades, a temperatura dever ser alterada. Indique o tipo de alterao necessrio e seu efeito sobre o rendimento de ambos os processos.

22) (ITA) So fornecidas as seguintes informaes a respeito de titulao cido-base:

a) A figura mostra as curvas de titulao de 30,0mL de diferentes cidos (I, II, III, IV e V), todos a 0,10molL1, com uma soluo aquosa 0,10molL1 em NaOH. b) O indicador fenolftalena apresenta o intervalo de mudana de cor entre pH 8,0 a 10,0, e o indicador vermelho de metila, entre pH 4,0 a 6,0. Considerando estas informaes, CORRETO afirmar que A) o indicador vermelho de metila mais adequado que a fenolftalena para ser utilizado na titulao do cido IV. B) o indicador vermelho de metila mais adequado que a fenolftalena para ser utilizado na titulao do cido V. C) o cido III mais forte que o cido II. D) os dois indicadores (fenolftalena e vermelho de metila) so adequados para a titulao do cido I. E) os dois indicadores (fenolftalena e vermelho de metila) so adequados para a titulao do cido III. 23) (UNICAMP) O biodiesel um combustvel alternativo que pode ser produzido a partir de leos vegetais, novos ou usados, ou gorduras animais, atravs de um processo qumico conhecido como transesterificao ou alcolise. Nesse processo, molculas de lcool substituem a do glicerol (glicerina) no ster de partida (leo ou gordura), liberando essa molcula. A massa reacional final constituda de duas fases lquidas imiscveis. A fase mais densa composta de glicerina bruta, impregnada com excessos utilizados de lcool, gua e impurezas, e a menos densa uma mistura de steres metlicos ou etlicos, conforme a natureza do lcool utilizado na reao de transesterificao. a) De acordo com as informaes do texto, aps o processo de transesterificao, qual fase interessa na obteno do biodiesel, a inferior ou a superior? Justifique. b) O biodiesel no contm enxofre em sua composio. Com base nessa informao, pode-se afirmar que A combusto do biodiesel apresenta vantagens em relao

8

do diesel do petrleo, no que diz respeito ao fenmeno da chuva cida? Justifique sua resposta. c) O Brasil consome anualmente cerca de 36 bilhes de litros de leo diesel, sendo 10% importados j refinados, enquanto a produo de leos vegetais de 3,6 bilhes de litros, aproximadamente. Se desse leo vegetal restassem 50% como resduo e esse resduo fosse transformado em biodiesel, em quantos por cento seria diminuda a importao de leo diesel j refinado? Considere que o volume de biodiesel produzido seja igual ao do material de partida. Mostre os clculos. 24) (UNICAMP) A utilizao do gs natural veicular (GNV) j uma realidade nacional no transporte de passageiros e de mercadorias, e vem crescendo cada vez mais em nosso pas. Esse gs uma mistura de hidrocarbonetos de baixa massa molecular, em que o componente majoritrio o mais leve dos alcanos. o combustvel no renovvel que tem menor impacto ambiental. Sua combusto nos motores se processa de forma completa sendo, portanto, baixssima a emisso de monxido de carbono. a) O principal constituinte do GNV o mais simples dos hidrocarbonetos de frmula geral CnH2n + 2. Escreva o nome e desenhe a frmula estrutural desse constituinte. b) Nos postos de abastecimento, os veculos so comumente abastecidos at que a presso do seu tanque atinja 220 atmosferas. Considerando que o tanque do veculo tenha uma capacidade de 100 litros, qual deveria ser o volume do tanque se essa mesma quantidade de gs fosse armazenada presso de uma atmosfera, e mesma temperatura? c) Considerando que, na combusto, o principal componente do GNV seja totalmente convertido a dixido de carbono e gua, escreva a equao qumica para essa reao. 25) (UFRJ)

O Grito de Satans nas Melancias in Z Limeira, Poeta do Absurdo Orlando Tejo Possantes candeeiros a carbureto iluminam a sala espaosa pintada a leo, refletindo a luz forte nas lentes escuras que protegem os grandes olhos firmes do poeta, sob as grossas pestanas negras.

Aps o uso de uma lanterna a carbureto, removeram-se 7,4g da base resultante da reao do carbeto de clcio com a gua. Determine o volume de uma soluo aquosa, que contm 1 mol/L de HCl, necessrio para reagir totalmente com essa quantidade de base. 26) (Mack) Pelo Protocolo de Kyoto, pases industrializados devem reduzir em 5,2%, em relao aos nveis de 1990, a emisso de gases causadores do efeito estufa, at 2012. O Brasil, pas em desenvolvimento, contribuiu menos com emisses e dever participar de nova rodada de negociaes em 2012. Entretanto, j iniciou vrios projetos, tais como a eliminao, em aterros sanitrios, da queima de metano ou a captura de gs carbnico da atmosfera, por meio de reflorestamento de grandes reas, e est vendendo essas cotas de redues de emisso de gases poluentes a pases desenvolvidos que estourem o limite estabelecido pelo protocolo. Na reao de fotossntese acima equacionada, a energia necessria de 3,0 x 106J por mol de glicose formada.

Suponha que, no Brasil, sejam necessrios 3,0 106J da

energia solar, por dia, para que todo o CO2 produzido seja convertido em glicose.

6CO2(g) + 6H2O(l) Clorofila

C6H12O6(s) + 6O2(g) A massa (em tonelada) de CO2 transformada por meio da fotossntese, no perodo de um dia, ser de

a) 9,00 x 1022ton. b) 1,00 x 1010ton. c) 4,40 x 1011ton. d) 2,64 x 106ton. e) 1,80 x 1010ton. 27) (UFBA)

9

A cidade de Angical, na Bahia, onde est situado o maior assentamento de sem terras da Amrica Latina, com 1032 famlias vivendo de forma bastante precria, foi escolhida para sediar o Programa de Gerao de Energia em Comunidades Rurais. O projeto prev a implantao de uma mini-usina para gerao de energia eltrica a partir do biodiesel, representado pelo ricinoleato de etil, C20H38O3 , principal produto obtido do leo de mamona. A meta do Governo, at 2007, incorporar 5% de biodiesel ao diesel, representado por C18H38. A incluso de biodiesel matriz energtica brasileira representar inicialmente uma reduo de 2% dos 4,0.1010

L (3,2.1010kg) de diesel consumidos anualmente, no Brasil. (SILVA. In: A TARDE, p. 21). Considerando 100kg de diesel e 100kg de uma mistura formada por 5% de biodiesel e 95% de diesel, em massa, e com base nas informaes do texto, determine o valor percentual aproximado da diferena entre a quantidade de matria de CO2 produzida na combusto completa do diesel e a produzida na combusto completa da mistura de biodiesel-diesel. Analise, com base no consumo anual de diesel no Brasil e na emisso de CO2 para a atmosfera, se vantajosa a substituio de 5% de diesel por biodiesel. 28) (FMTM) Medicamentos utilizados como anticidos contm substncias que combatem a acidez estomacal. Dentre eles, destacam-se comprimidos efervescentes que, quando dissolvidos em gua, em meio cido, produzem gs carbnico. A composio de determinado comprimido contm cido acetilsaliclico e 1,68 g de bicarbonato de sdio. Considerando- se que o gs carbnico formado na dissoluo desse comprimido proveniente somente da reao do NaHCO3 com quantidade suficiente de cido, o volume, em mL, de CO2 medido a 300 K e 1,00 atm Dados: massas molares (g.mol1): H = 1, C = 12, O = 16 e Na = 23 R = 0,0820 atm.L.K1.mol1 PV = nRT (A) 123. (B) 246. (C) 492. (D) 738. (E) 984. 29) (Unifesp) ons brio, Ba2+, so altamente txicos ao organismo humano. Entretanto, uma suspenso aquosa de BaSO4 utilizada como contraste em exames radiolgicos, pois a baixa solubilidade desse sal torna-o incuo. Em um episdio recente, vrias pessoas faleceram devido a ingesto de BaSO4 contaminado com BaCO3. Apesar do BaCO3 ser tambm pouco solvel em gua, ele txico, pois reage com o cido clordrico do estmago, liberando Ba2+. Suponha que BaSO4 tenha sido preparado a partir de BaCO3, fazendo-se a sua reao com soluo aquosa de H2SO4, em duas combinaes diferentes:

I. 2,0mol de BaCO3 e 500mL de soluo aquosa de H2SO4 de densidade 1,30g/mL e com porcentagem em massa de 40%. II. 2,0mol de BaCO3 e 500mL de soluo 3,0mol/L de H2SO4. a) Explique, utilizando clculos estequiomtricos, se alguma das combinaes produzir BaSO4 contaminado com BaCO3. b) Calcule a massa mxima de BaSO4 que pode se formar na combinao II. 30) (UFRJ) Observe a aparelhagem utilizada e a descrio de um processo empregado para determinar as porcentagens dos elementos qumicos presentes em uma substncia.

Uma amostra da substncia colocada numa cpsula e aquecida em um forno que permite a entrada de oxignio. O vapor formado queimado com o oxignio, produzindo gs carbnico e gua. Verificando-se os pesos dos tubos 1 e 2 depois da experincia e comparando-os com seus pesos antes dela, so obtidas as quantidades produzidas de CO2 e H2O. Uma amostra contendo 3,87 mg de cido ascrbico, substncia formada pelos elementos carbono, hidrognio e oxignio, ao ser queimada, produz 5,80 mg de CO2 e 1,58 mg de H2O. A) Determine a composio percentual do cido ascrbico. B) Indique em qual dos tubos, 1 ou 2, o gs carbnico ser retido e escreva a equao qumica da reao ocorrida. 31) (Mack) Em regies pouco habitadas, como na floresta Amaznica, o pH das guas da chuva quase igual ao medido na cidade de So Paulo. Surpreendendo por ser igual a 4,7, esse valor de pH pode ser atribudo a vrios fatores, entre eles: I formao de H2SO4, resultante da oxidao do gs H2S proveniente da decomposio de materiais em regies alagadas. II formao de compostos orgnicos que possuem grupo carboxila e so provenientes de queimadas na floresta. Na oxidao do gs sulfdrico, formam-se, inicialmente, gua e dixido de enxofre. Portanto, na oxidao de 34 gramas de gs sulfdrico, as propores em mol, entre os reagentes e entre o gs sulfdrico e o dixido de enxofre, so, respectivamente: Dado: massa molar (g/mol) H = 1, S = 32 a) 2:2 e 2:1. b) 1:2 e 1:2.

10

c) 1:1,5 e 1:1. d) 1:2 e 1:3. e) 1:1 e 1:1. 32) (Fuvest) Uma jovem senhora, no querendo revelar sua idade, a no ser s suas melhores amigas, convidou-as para festa de aniversrio, no sto de sua casa, que mede 3,0m 2,0m 2,0m. O bolo de aniversrio tinha velas em nmero igual idade da jovem senhora, cada uma com 1,55g de parafina. As velas foram queimadas inteiramente, numa reao de combusto completa. Aps a queima, a porcentagem de gs carbnico, em volume, no sto, medido nas condies-ambiente, aumentou de 0,88%. Considere que esse aumento resultou, exclusivamente, da combusto das velas. Dados: massa molar da parafina, C22H46 310g.mol1 volume molar dos gases nas condies-ambiente de presso e temperatura 24L.mol1 a) Escreva a equao de combusto completa da parafina. b) Calcule a quantidade de gs carbnico, em mols, no sto, aps a queima das velas. c) Qual a idade da jovem senhora? Mostre os clculos.

11

Gabarito 1) a)

b) Ke = 0,15 c) massa total = 1,18g d) O coeficiente de partio calculado como um equilbrio dinmico, portanto os dois istopos do oxignio (O-6 e O-18) sero detectados em ambas as fases. 2) De acordo com o grfico, o pico mximo de temperatura, que corresponde mxima liberao de calor, deve corresponder neutralizao total (com quantidades estequiomtricas de cido, e base). Nesse pico temos 15mL de cido e 45mL de base. Para a equao geral, temos: R (COOH)x + xNaOH R (COONa+)x + xH2O base = M x V = M x 0,045 = 0,045 M mol base cido = M x V = M x 0,015 = 0,015 M mol cido 1mol cido -------- xmol base 0,015Mmol cido -------- 0,045M mol base X = 3 Portanto, trata-se de um cido tricarboxlico. Resposta: C

3) Alcano de MM = 58 C4H10

ter de MM = 58 C3H6O Considerando a mols de C4H10 e b mols de C3H6O, temos a relao:

a . 58 + b . 58 = 361 a + b = 58

361.

Aplicando Clapeyron para a primeira situao: 1,47 . V = (a + b) . R . 398 (relao I). Combusto do alcano:

C4H10 + 6,5 O2 4 CO2 + 5 H2O a mols de alcano geraro 4 a mols de CO2 e 5 a mols de H2O, e haver um excesso de 6,5 a mols de O2. Combusto do ter:

C3H6O + 4 O2 3 CO2 + 3 H2O b mols de ter geraro 3 b mols de CO2 e 3 b mols de H2O, e haver um excesso de 4 b mols de O2. Assim, o total de mols de gs aps a combusto ser de 15,5 a + 10 b. Aplicando Clapeyron para a primeira situao: 20,32 . V = (15,5 a + 10 b) . R . 398 (relao II). Dividindo as relaes I e II, temos:

b32,20a32,20b7,14a785,22b10a5,15

ba

32,20

47,1

b465,2

62,5ab62,5a465,2

Voltando primeira relao:

58

361b

465,2

085,8

58

361bb

465,2

62,5

898,158085,8

465,2361b

mols.

326,4465,2

898,162,5a

mols.

Cabe aqui uma observao: a 20,32 atm, a temperatura do vapor saturante 490 K. Logo, na temperatura de 398 K, nesta presso, a gua lquida, e os dados do problema se tornam inconsistentes. Alm disto, aplicar Clapeyron a 20,32 atm uma licena potica. 4) Alternativa: B 5) Alternativa: A 6) Alternativa: B 7) Alternativa: B 8) Alternativa: A 9) Alternativa: A 10) Alternativa: A 11) Alternativa: A 12) Alternativa: A 13) Resposta: C Resoluo: Observando-se a figura verifica-se que o sexto tubo, da esquerda para a direita, o que contm a maior

12

quantidade de precipitado. Nele, os nmeros de mols de tlio e cromato podem ser calculados do seguinte modo:

Nota-se que a quantidade de tlio o dobro da de cromato, logo a proporo entre os ons na frmula do sal deve ser de 2 : 1, ou seja, x= 2 e y= 1. 14) a) Primeira etapa Cada mol de MgCl 6NH perder 2mol de NH , ou seja, 34g. Segunda etapa Logo, a segunda etapa tambm perde 34g de NH3 (2mol de NH3) em relao a 1mol de sal da segunda etapa. Terceira etapa massa de NH3 perdido no total = 102g massa de NH3 perdido na 3 - etapa = 34g b)

1 Etapa

)(2)(4)(6 33232 gNHsNHMgClsNHMgCl

2 Etapa

)(2)(2)(4 33232 gNHsNHMgClsNHMgCl

3 Etapa

)(2)(2 332 gNHMgClsNHMgCl

c) Alm do aquecimento, o equilbrio poder ser deslocado para a direita por meio da retirada do gs amnia e ou diminuio da presso. 15) a) n = 1,06 x 1023molculas b) mc = 0,25 gramas 16) Alternativa: D 17) a) Fe

2O

3 + 3CO 2Fe + 3CO

2

M(Fe2O

3)=160 g/mol e M(Fe)=56 g/mol

160 g ------------ 112 g

900 kg ----------- x x = 630 kg de Fe A massa de ferro gusa com 7% de impurezas = 630 kg + 7% (44,1 kg) = 674,1 kg b) C e CO

c) CO

2 + H

2O H

2CO

3

18) a) HCl

(aq) + NaOH

(aq) NaCl

(aq) + H

2O

(l)

b) nessa neutralizao, [H+] = [OH

-] donde pH = 7

c) no

mmols de HCl = 40,0 mL x 0,100 mol L-1

= 4 mmol

no

mmols de NaOH = no

mmols de HCl = 4mmol pois a reao tem estequiometria 1 para 1. M(NaOH) = 40 g/mol

Massa de NaOH na soda custica = 4 mmol x 40 g mol-1

= 160 mg 160 mg de NaOH ----------- 172 mg de soda custica x ---------- 100 x = 93% de NaOH em massa. 19) a) Pelo grfico, observa-se que a espcie H3X apresenta trs equilbrios em funo do pH. Se o primeiro equilbrio se estabelece em pH aproximadamente 2 (pKa1), os dois equilbrios subseqentes ocorrem em pH 4 e 10 (pKa2 e pKa3, respectivamente). b) O volume de NaOH 0,30 molL-1 necessrio para neutralizar todo o cido foi de 100 mL, ou seja, 0,03 mol de NaOH. Como a reao com NaOH 1:3 (H3X:NaOH), a quantidade, em mol, de H3X ser 0,01 mol. Sendo o volume de 50 mL, a concentrao da soluo de H3X de 0,20 molL-1. 20) Alternativa: C 21) a) Em ambos os processos, 1 mol de N

23

Logo, a diferena de volume produzido deve-se apenas ao rendimento, que 4 vezes maior no processo Haber. Portanto, a razo igual a 4. b) Alterao: aumento da temperatura. Efeito: reduo do rendimento. 22) Alternativa: D 23) a) A fase que interessa para a obteno do biodiesel a superior, pois os steres metlicos ou etlicos so menos densos que a glicerina bruta. b) O diesel do petrleo apresenta enxofre como impureza. Dessa forma, na combusto do diesel, o enxofre tambm queimado conforme a seguinte equao de reao:

S + O2 SO2

13

Parte do SO2 (dixido de enxofre) convertida em SO3 (trixido de enxofre):

2SO2 + O2 2SO3 Uma vez na atmosfera, os xidos de enxofre reagem com a gua da chuva, resultando na chuva cida:

SO2 + H2O H2SO3 Chuva cida

SO3 + H2O H2SO4 Como o biodiesel no apresenta enxofre como impureza, o processo de formao da chuva cida no ocorrer. c) Volume de leo diesel importado: (Vi)

36 109L 100%

Vi 10%

Vi = 3,6 109L

Volume de biodiesel que pode ser produzido: (Vp)

3,6 109L 100%

Vp 50%

Vp = 1,8 109L

Como biodiesel substitui o diesel do petrleo, seria necessrio importar:

3,6 109L 1,8 109L = 1,8 109L

1,8 109L corresponde a metade do volume que seria

importado sem o biodiesel. Portanto, o volume de diesel importado seria reduzido em 50%. 24) a) O hidrocarboneto mais simples de frmula geral

CnH2n + 2 o metano, cuja frmula estrutural . b) P1 = 220 atm P2 = 1,0 atm V1 = 100L V2 = ? V2 = 22000L c) A equao que representa a combusto completa do metano CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O. 25) Ca (OH)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O A massa molar de Ca (OH)2 74 g/mol. Logo, em 7,4 g, h 0,1 mol. Pela estequiometria da reao, necessita-se de 0,2 mol de HCl. Logo, o volume necessrio de uma soluo que contm 1 mol/L de 0,2 L. 26) Alternativa: D

27) Equao qumica da combusto completa de 1,0 mol de diesel

C18

H38( ) (g)O2

552

18CO2(g) 19H2O(g)

MMC18H38 254,380g/mol

De acordo com essa equao qumica, a quantidade de matria de CO

2(g) produzida 18,0 mol.

Quantidade de matria de CO2 produzida na combusto

completa de 100kg de diesel

7076,02mol 18X ol254,380g/m

g1,0.10 5

Equao qumica da combusto completa de 1,0 mol de biodiesel.

C20

H38

O3( ) 28O2(g) 20CO2(g) 19H2O(g)

MM C20H38 O3 326,380g/mol

De acordo com essa equao qumica, a quantidade de matria de CO

2 produzida 20 mol.

Quantidade de matria de CO2 produzida na combusto

completa de 100kg da mistura de 5% de biodiesel e 95% de diesel em massa.

Relativa ao biodiesel mol 306,392 20X ol326,380g/m

g5,0.10 3

Relativa ao diesel 6722,23mol 18X ol254,380g/m

g9,5.10 4

Quantidade de matria de CO2 total produzida na combusto completa dessa mistura: 7028,62 mol Valor percentual da diferena entre a quantidade de matria de CO

2 produzida na combusto completa do

diesel e na da mistura de biodiesel-diesel.

Diferena: 7076,02 mol 7028,62mol 47,40mol

Valor percentual = 0,7%100X 7028,62mol

47,40mol

A substituio de diesel por biodiesel produz uma reduo aproximada de 0,7% na emisso de CO

2 para a atmosfera,

o que a torna vantajosa considerando o consumo anual de diesel no Brasil.

0,7%100X 7076,02mol

47,40mol

28) Alternativa: C

14

29) a)

Nessa combinao, o BaCO3(s) totalmente consumido,

logo o BaSO4(s) formado no ser contaminado com BaCO3(s).

Nessa combinao, teremos a formao de BaSO4(s) contaminado com BaCO3(s), devido ao seu excesso. b)

30) a)

C mg 1,58x mg 5,80

x=

mg 44

C mg 12 :C de massa

CO2

H mg 0,17y mg 1,58

y

mg 18

H mg 2

OHH de massa

2

:

40,82%3,87

100%1,58 %C

4,39%3,87

100%0,17 %H

54,79%100 %O 4,39)(40,82

b) O gs carbnico ser retido no tubo 2.

CO2 + 2 NaOH Na2CO3 + H2O ou CO2 + NaOH NaHCO3 31) Alternativa: C 32) a)

b) 4,4 mols c) 40 anos