lista_de_exercÃcios_de_estequiometria

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Extensivo – Química - A 124 AULAS 12 e 13 GRAU DE PUREZA E RENDIMENTO Estequiometria envolvendo grau de pureza, rendimento e excesso de reagente: Grau de Pureza: Até aqui, não houve nenhuma referência à pureza das substâncias envolvidas. Admitimos, então, que elas fossem puras (100% de pureza). Na prática, raramente trabalhamos com substâncias 100% puras, mas freqüentemente as substâncias apresentam uma certa porcentagem de pureza. Quando o problemo fornecer uma quantidade de substância impura é necessário primeiro calcular a quantidade de substância pura contida na quantidade da substância impura. Quando dizemos, por exemplo, que uma amostra de NaOH tem 80% de pureza, significa que 100 partes em massa dessa amostra contém 80 partes em massa de NaOH puro e 20 partes de impurezas (outras substâncias). Exemplo: 1) Calcule o volume de CO 2 medidos nas CNTP, obtido pela pirólise de 50g de CaCO 3 de 80% de pureza. Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16 CaCO 3 CaO + CO 2 Para cada 1 mol de CaCO 3 temos 1 mol de CO 2 . Massa molar do CaCO 3 = 100g Volume molar nas CNTP = 22,4L Grau de pureza = 80% Então: 50g --- 100% X --- 80% X = 40g Massa Volume CaCO 3 CO 2 100g 22,4L 40g X X = 8,96L Rendimento: Quando não houver referência ao rendimento da reação envolvida, supõe-se que ele tenha sido de 100%. Nos exercícios estudados até agora, não foi mencionado o rendimento das reações nelas envolvidas, por isso foram resolvidos admitindo-se rendimento teórico ou de 100%. Quando um exercício menciona o rendimento da reação, precisamos corrigir as quantidades dos produtos obtidos nessa reação. Exemplo: 2) Calcule a massa de CaO obtida por decomposição de 200g de CaCO 3 , sabendo que o rendimento da reação é de 90% . Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16 Reação CaCO 3 CaO + CO 2 Para cada 1 mol CaCO 3 temos 1 mol CaO. Massa molar do CaCO 3 = 100g Massa molar do CaO = 56g Massa Massa 100g 56g 200g X logo: X = 112g para um rendimento de 100%. Como o rendimento é de 90% temos: 112g ---- 100% X ---- 90% então X = 100,8g de CaO EXERCÍCIO RESOLVIDO 1) (UDESC) Oitenta gramas de calcário (grau de pureza é de 90% em CaCO 3 ) reagem com ácido sulfúrico segundo a equação química: CaCO 3(s) + H 2 SO 4(aq) CaSO 4(s) + H 2 O (l) + CO 2(g) Qual o volume de gás carbônico formado nas CNTP, na reação acima? a) 16,3L b) 17,92L c) 1,61L d) 161,3L e) 22,4L Resolução: Partindo de 80g de calcário com 90% de pureza temos que a massa de CaCO 3 que reagirá é de 72g. Temos que 1 mol de CaCO 3 produz 1 mol de CO 2 , sabendo que a massa molar do CaCO 3 é de 100g/mol e que o volume molar nas CNTP é de 22,4L teremos: 100g de CaCO 3 ------ 22,4L de CO 2 72g de CaCO 3 ------ X X = (22,4 x 72)/100 X = 16,128L Portanto a alternativa correta (16,13L) é a letra a 2) (UDESC) Qual a massa do produto obtido entre a reação de 10g de NaOH (aq) com 20g de H 2 SO 4(aq) ? a) 98,00g b) 12,50g c) 28,90g d) 17,75g e) 80,00g Resolução: Reação entre o NaOH e H 2 SO 4 2 NaOH + H 2 SO 4 Na 2 SO 4 + 2 H 2 O A massa molar do NaOH = 40g/mol A massa molar do H 2 SO 4 = 98g/mol A massa molar do Na 2 SO 4 = 142g/mol Então 80g de NaOH neutralizam completamente 98g de H 2 SO 4 . Logo percebemos que na proporção de 10g de NaOH para 20g de H 2 SO 4 o ácido sulfúrico se encontra em excesso. Temos que: Massa Massa NaOH Na 2 SO 4 80g 142g 10g X X = 10.142/80 X = 17,75g Resposta – d

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Page 1: Lista_de_exercÃcios_de_Estequiometria

Extensivo – Química - A

124

AULAS 12 e 13

GRAU DE PUREZA E RENDIMENTO Estequiometria envolvendo grau de pureza, rendimento

e excesso de reagente: Grau de Pureza:

Até aqui, não houve nenhuma referência à pureza das substâncias envolvidas. Admitimos, então, que elas fossem puras (100% de pureza). Na prática, raramente trabalhamos com substâncias 100% puras, mas freqüentemente as substâncias apresentam uma certa porcentagem de pureza.

Quando o problemo fornecer uma quantidade de substância impura é necessário primeiro calcular a quantidade de substância pura contida na quantidade da substância impura.

Quando dizemos, por exemplo, que uma amostra de NaOH tem 80% de pureza, significa que 100 partes em massa dessa amostra contém 80 partes em massa de NaOH puro e 20 partes de impurezas (outras substâncias). Exemplo: 1) Calcule o volume de CO2 medidos nas CNTP,

obtido pela pirólise de 50g de CaCO3 de 80% de pureza. Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16

CaCO3 CaO + CO2 Para cada 1 mol de CaCO3 temos 1 mol de CO2. Massa molar do CaCO3 = 100g Volume molar nas CNTP = 22,4L Grau de pureza = 80% Então: 50g --- 100% X --- 80% X = 40g Massa Volume CaCO3 CO2 100g 22,4L 40g X X = 8,96L Rendimento: Quando não houver referência ao rendimento da reação envolvida, supõe-se que ele tenha sido de 100%. Nos exercícios estudados até agora, não foi mencionado o rendimento das reações nelas envolvidas, por isso foram resolvidos admitindo-se rendimento teórico ou de 100%. Quando um exercício menciona o rendimento da reação, precisamos corrigir as quantidades dos produtos obtidos nessa reação. Exemplo: 2) Calcule a massa de CaO obtida por decomposição

de 200g de CaCO3, sabendo que o rendimento da reação é de 90% . Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16 Reação CaCO3 CaO + CO2

Para cada 1 mol CaCO3 temos 1 mol CaO. Massa molar do CaCO3 = 100g Massa molar do CaO = 56g Massa Massa 100g 56g 200g X logo: X = 112g para um rendimento de 100%. Como o rendimento é de 90% temos: 112g ---- 100% X ---- 90% então X = 100,8g de CaO

EXERCÍCIO RESOLVIDO 1) (UDESC) Oitenta gramas de calcário (grau de

pureza é de 90% em CaCO3) reagem com ácido sulfúrico segundo a equação química:

CaCO3(s) + H2SO4(aq) CaSO4(s) + H2O(l) + CO2(g)

Qual o volume de gás carbônico formado nas CNTP, na reação acima?

a) 16,3L b) 17,92L c) 1,61L d) 161,3L e) 22,4L Resolução: Partindo de 80g de calcário com 90% de pureza temos que a massa de CaCO3 que reagirá é de 72g. Temos que 1 mol de CaCO3 produz 1 mol de CO2, sabendo que a massa molar do CaCO3 é de 100g/mol e que o volume molar nas CNTP é de 22,4L teremos: 100g de CaCO3 ------ 22,4L de CO2 72g de CaCO3 ------ X X = (22,4 x 72)/100 X = 16,128L Portanto a alternativa correta (16,13L) é a letra a 2) (UDESC) Qual a massa do produto obtido entre a

reação de 10g de NaOH(aq) com 20g de H2SO4(aq)? a) 98,00g b) 12,50g c) 28,90g d) 17,75g e) 80,00g Resolução: Reação entre o NaOH e H2SO4 2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O A massa molar do NaOH = 40g/mol A massa molar do H2SO4 = 98g/mol A massa molar do Na2SO4 = 142g/mol Então 80g de NaOH neutralizam completamente 98g de H2SO4. Logo percebemos que na proporção de 10g de NaOH para 20g de H2SO4 o ácido sulfúrico se encontra em excesso. Temos que: Massa Massa NaOH Na2SO4 80g 142g 10g X X = 10.142/80 X = 17,75g Resposta – d

Page 2: Lista_de_exercÃcios_de_Estequiometria

Extensivo – Química - A

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EXERCÍCIOS DE SALA 1) (ACAFE) Calcule a massa de CaCO3 com 80% de

pureza, necessária para produzir 11,2 L de CO2 nas CNTP, no processo:

CaCO3 CaO + CO2 Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16

a) 125g b) 80g c) 40g d) 50g e) 62,5g

Substâncias envolvidas: Carbonato de cálcio CaCO3 - MMr = 100g/mol Dióxido de carbono CO2 - V = 22,4L/mol CNTP

CaCO3 CO2 100g 22,4L x 11,2L

Então: X = 11,2 . 100 / 22,4 Logo: x = 50g

Observe que 50g é a massa que se decompõe para formar os 11,2L de CO2 nas CNTP. Como a amostra apresenta 80% de pureza, temos:

50g ------ 80% x ----- 100%

Logo x = 50 . 100 / 80 :. X = 62,5g Resposta e 2) (UDESC-2005/2) O acetileno (C2H2), usado como

combustível nos maçricos de solda, é produzido pela reação entre carbeto de cálcio (CaC2) e água.

CaC2(s) + 2 H2O(l) Ca(OH)2(s) + C2H2(g)

Considerando-se que o acetileno se comporta idealmente, qual será o volume de C2H2, nas CNTP, gerado por 100g de carbeto de cálcio com 80% de pureza? Massas atômicas relativas: Ca = 40; c = 12; H = 1; O = 16

Substâncias envolvidas: Carbeto de cálcio CaC2 - MMr = 64g/mol Acetileno C2H2 - V = 22,4L/mol nas CNTP Grau de Pureza – 80% Partindo de uma amostra de 100g de carbeto de cálcio temos:

100g ---- 100% x ---- 80%

Logo: x = 80g CaC2 C2H2 64g 22,4L 80g x

x = 80 . 22,4 / 64 :. x = 28L de C2H2 3) (ACAFE) O carbeto de boro é um abrasivo muito

duro usado para desgaste de outros materiais, sendo fabricado através da reação:

2 B2O3 + 7 C B4C + 6 CO cujo rendimento é de 95%. Partindo de 50,43g de B2O3, a massa de B4C será de: Dados: O =16; C =12; B = 11

a) 19,16g b) 50,43g c) 130,2g d) 47,91g e) 55,2g Substâncias envolvidas: Carbeto de bóro B4C - MMr = 56g/mol Óxido de bóro B2O3 - MMr = 70g/mol B2O3 B4C (2 . 70) = 140 56g 50,43g x x = 50,43 . 56 / 140 :. X = 20,172g Como o rendimento da reação é de 95% temos: 20,172g ------ 100% x ------- 95% x = 20,172 . 95 / 100 :. x = 19,16g de B4C. Resposta a 4) (UNISA) 12,5g de ácido fosfórico com 80% de

pureza são totalmente neutralizados por hidróxido de sódio numa reação que apresenta rendimento de 90% . Calcule a massa de sal obtida nessa reação. Dados: H = 1 , P = 31 , O = 16 , Na = 23

Massa molar do carbeto de cálcio (CaC2) MM = (40x1) + (2x12) = 64g/mol Volume molar nas CNTP 22,4L Admitindo um grau de pureza de 80% temos que: 100g 100% X 80% logo: X = 80g de CaC2 Partindo da equação química: CaC2(s) + 2 H2O(l) Ca(OH)2(s) + C2H2(g) 64g 22,4L 80g X Logo: X = 28L

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Extensivo – Química - A

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EXERCÍCIOS-TAREFA

AULAS 12 e 13 1) (PUC-PR) Em uma reação de combustão completa

do enxofre obtém-se gás sulfuroso, cuja reação é: S(s) + O2(g) SO2(g) O volume em litros de SO2, medido nas CNTP,

quando reagem 5,0kg de enxofre 80% de pureza, é: Dados: S = 32; O =16

a) 2240 L b) 2800 L c) 1120 L d) 3200 L e) 2300 L 01. Verdadeira, água e dióxido de carbono são produtos

da combustão de hidrocarbonetos. 02. Falsa, OHeCO 22 04. Falsa, pois na CNTP 1 mol = 22,4L para gases. ( ) ( ) ( )2 26 g 2 g 2 g

71C H O 2CO 3H O2+ → + Em volume: onde 1 mol: 22,4L

( )

( ) ( )

2 6 g

2 6 g 2 g

22,4LC H 78,4L

1LC H x 3,5L O

08. 3 8 2 2 2C H 5O 31 CO 4H O+ → + Em volume:

( ) ( )

( ) ( )

3 8 g 2 g

3 8 g 2 g

22,4L C H 112LO

1L C H x 5L O

16. 4 10 2 2 2131C H O 4CO 5H O2+ → +

Em volume:

( )

( )

4 10 2 g

4 10 2 g

22,4LC H 168L O

1L C H x 7,5L O

→ =

2) (FUVEST) Nas indústrias petroquímicas, enxofre

pode ser obtido pela reação: 2 H2S + SO2 3 S + 2 H2O

Qual a quantidade máxima de enxofre, em gramas, que pode ser obtida partindo-se de 5,0 mols de H2S e 2,0 mols de SO2? Dados: S = 32

a) 96g b) 192g c) 48g d) 32g e) 64g

2 2 2

2 2

2 2 2

H S SO 3S 2H Op / 5mol H S e 2mols SOtemos :2H S 2SO 6S 4H O

+ → +

+ → +

Pois neste caso o 2SO é realmente limitante. Massa de enxofre: S : 6.32g 192g= Alternativa b 3) (UEM) A decomposição térmica do CaCO3 se dá de

acordo com a equação: CaCO3 CaO + CO2

Quantas toneladas de óxido de cálcio serão produzidas através da decomposição de 100

toneladas de carbonato de cálcio com 90% de pureza? Dados: Ca = 40; O = 16; C =12

a) 40,0 t b) 56,0 t c) 62,2 t d) 50,4 t e) 90,0 t 100t c / 9¨0% pureza 90t=

3 2

3

3

CaCO CaO CO

100g / mol 56g / molportato :100g CaCO 56gCaO90t CaCO x CaOx 50,34t CaO

→ +

↓ ↓

=

Alternativa: d 4) (UFRS) O gás hilariante (N2O) pode ser obtido pela

decomposição térmica do nitrato de amônio (NH4NO3). Se de 4,0g do sal obtivermos 2,0g do gás hilariante, poderemos prever que a pureza do sal é da ordem de: Dados: M(N2O) = 44 g/mol

M(NH4NO3) = 80 g/mol NH4NO3 N2O + 2 H2O a) 100% b) 90% c) 75% d) 50% e) 20%

4 5 2NH NO NO80 g / mol 44 g / mol

Δ⎯⎯→

4 2

2

4 2

2

80g NH 44g NOx 2gNO

x 3,6g NH NO são necessários para formar 2g deNO

=

4g 100% pureza3,6g x purezax 90% pureza

→→

=

Alternativa b 5) (ITA) Uma amostra de óxido de cromo III

contaminada com impureza inerte é reduzida com hidrogênio de acordo com a seguinte equação:

Cr2O3(s) + 3 H2(g) 2 Cr(s) + 3 H2O(g). O volume de H2, medido nas CNTP, necessário para

reduzir 5,0g de óxido de cromo III contendo 15% de impurezas inertes será: Dados: O = 16; Cr = 52

a) (0,15 . 5,0 . 3 . 22,4)/152 litros b) (0,15 . 5,0 . 3 . 22,4)/104 litros c) (0,85 . 5,0 . 3 . 22,4)/104 litros d) (0,85 . 5,0 . 3 . 22,4)/152 litros e) (0,15 . 5,0 . 3 . 22,4)/100 litros Pureza : 0,85

11,00 0,15 0,85− =

Impurezas

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Extensivo – Química - A

127

Massa 2 3Cn O 5g= Nº mols ( )2 gH 3= Volume p/ gases na CNTP por mol 22,4 L mm 3CrO 152 g / mol= Então temos:

0,85 5 3 22,4R Litros152

+ + += =

Assim relacionamos diretamente os números de mols

( ) 2 32 gH com Cr O em quantidades. 6) (UEM) Para produzir ácido fosfórico e monóxido de

mononitorgênio, fez-se reagir completamente 0,25g de fósforo vermelho (P) com ácido nítrico concentrado e algumas gotas de água de acordo com a equação:

3 P + 5 HNO3 + 2 H2O 3 H3PO4 + 5 NO A massa de ácido fosfórico obtida foi de 0,49g. O

rendimento do processo foi de: dados: P = 31; O = 16; H = 1

a) 62% b) 13% c) 54% d) 31% e) 87%

( ) ( )3 4

3 4

3 4

3P 3H PO

3. 31g / mol 3. 98g / mol

93gP 294g H PO0,25P xx 0,79g H PO

→=

Alternativa a 7) (FEI) O cobre é um metal encontrado na natureza

em diferentes minerais. Sua obtenção pode ocorrer pela reação da calcosita (Cu2S) com a cuprita (Cu2O) representada a seguir:

Cu2S + 2 Cu2O 6 Cu + SO2

Numa reação com 60% de rendimento, a massa de cobre obtida a partir de 200g de calcosita com 20,5% de impureza e cuprita suficiente é: Dados: O = 16 , S = 32 , Cu = 35,5

a) 58,9g b) 98,2g c) 228,6g d) 381,0g e) 405,0g

( ) ( )( )

21Cu S 6Cu1. 159g / mol 6. 63,5g / mol

200. 0,795 x

x 381g

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→

=

Rendimento 60% 381g.0,60 228,6g= Alternativa c 8) (UDESC) O nitrato de sódio é um sal conhecido

como salitre do Chile, sendo muito utilizado na fabricação de fertlizantes. O nitrato de sódio pode ser obtido por meio de uma reação de neutralização entre o ácido nítrico e o hidróxido de sódio.

a) Escreva a equação de neutralização para a obtenção do nitrato de sódio.

b) Qual será a quantidade aproximada de ácido nítrico necessária para preparar 2 Kg de nitrato de sódio? Dados: Massa atômica: H = 1; N = 14; O = 16; Na = 23

a) 3 3 3NaOH HNO NaNO H O+ ⎯⎯→ + b) 3 3HNO NaNO⎯⎯→

3

63g / mol 2Kgx 1,48Kg de HNO

⎯⎯→=

9) (UDESC) O hipoclorito de sódio é um sal vendido

comercialmente em solução aquosa, com o nome de água sanitária. Possui efeito bactericida e alvejante, sendo usado no tratamento da água e em limpeza. Ele pode ser obtido através da reação entre o hidróxido de sódio e o ácido hipocloroso.

a) Represente a reação de obtenção do hipoclorito de sódio.

b) Como pode ser classificada a referida reação? c) Para prepararmos 20 kg de hipoclorito de sódio,

quantos kg de hidróxido de sódio serão necessários? a) 2NaOH HClO NaClO H O+ ⎯⎯→ + b) Reação de neutraização. c)

NaOH NaClO40g / mol 73,5g / molx 20Kgx 10,7Kg

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→=

10) (UFRG) Quando se explode o trinitrato de glicerina

(dinamite), cuja a fórmula molecular é C3H5(NO3)3 (PM=227), só resultam em produtos gasosos, segundo a equação: 4 C3H5(NO3)3 12 CO2 + 6 N2 + O2 + 10 H2O A explosão de 227g de trinitrato de glicerina produz nas CNTP, um volume total de gases de:

a) 324,8 L b) 22,4 L c) 162,4 L d) 44,8 L e) 649,6 L 227Kg 1mol= Então soma-se o número de mols dos produtos e

dividi-se por 4, pois são necessários 4 mols de trinitrato de glicerina.

Nº mols = 12 6 1 10 29 .7,254 4

+ + +=

Na CNTP 1 mol = 22,4L Portanto, volume total = 7,25 e 22,4 162,4L= Alternativa c 11) (UEL) A produção de carboidratos (fórmula mínima

CH2O) pelas plantas verdes obedece à equação geral da fotossíntese:

CO2 + H2O CH2O + O2 Quantos litros de gás carbônico, medidos nas CNTP, serão necessários para produzir 10g de carboidrato? (C= 12; H = 1; O = 16)

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Extensivo – Química - A

128

a) 0,33 b) 7,5 c) 22 d) 44 e) 75

2 2CO CH O

44g / mol 30g / molx 10g

14,6x g / mol 0,33mol44

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→

= =

Na CNTP 1 mol = 22,4 L 2x 7,5L CO= Alternativa b 12) (UEPG) A queima completa do acetileno é

representada pela equação: 2 C2H2 + 5 O2 4 CO2 + 2 H2O

Sendo a massa atômica de H = 1; de C = 12; e de O = 16, para produzir 2,1g de água é necessário queimar, de acetileno, aproximadamente:

a) 1,5g b) 2,5g c) 3,0g d) 2,0g e) 8,0

( ) ( )2 2 22C H 2H O

2. 26g / mol 2. 18g / mol

52g 36gx 2,1gx 3,0g

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→=

Alternativa c 13) (FUVEST) 30g de pirita (FeS2) de 80% de pureza

sofreram ustulação. Sabendo que o rendimento da reação é de 70%, qual a massa de Fe2O3 obtida?

Dados: ustulação da pirita: 4 FeS2 + 11 O2 2 Fe2O3 + 8 SO2

Fe = 56; S = 32 2 230g.0,80 24g F S=

( ) ( )2 2 34FeS 2Fe O

4. 120g / mol 2. 160g / mol

480g 320g24g 16g

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→

Rendimento 70% 2 516g 0,70 11,2g F O+ =

14) (PUC-RS) Da bauxita (Al2O3.2H2O) obtém – se a

alumina (Al2O3), que, por eletrolise, produz o alumínio (Al), conforme as equações: Al2O3.2H2O Al2O3 + 2 H2O 2 Al2O3 4 Al + 3 O2 A massa de bauxita, em gramas, necessária para a obtenção de 540g de alumínio é, aproximadamente. Dados: Al = 27 , O = 16

a) 345 b) 510 c) 690 d) 1250 e) 1380

2 3 21Al O .2H O 2 Al

138g / mol 2.27g / molx 540gx 1380g

⎯⎯→

⎯⎯→

⎯⎯→=

Alternativa e 15) (UNIOESTE-05) Para a reação descrita abaixo,

foram colocados 28 gramas de CaO com 6 gramas de água. A respeito destas informações, assinale a(s) alternativa(s) correta(s).

CaO(s) + H2O Ca(OH)2 (aq) 01. O reagente limitante da reação é a água. 02. Após ocorrer a reação, a solução terá pH igual a 7. 04. A massa de Ca(OH)2 formada será de 74 gramas,

considerando um rendimento de 100%. 08. A água é uma molécula de geometria angular e

formada somente por ligações simples. 16. A nomenclatura oficial do Ca(OH)2 é hidróxido de

cálcio. 32. Dentre os elementos da reação acima em seu estado

de oxidação zero, o que possui maior raio atômico é o oxigênio.

64. A reação descrita acima é uma reação de oxi-redução.

( ) ( )2s 2CaO H O Ca OH

56g / mol 18g / mol 74g / mol

+ ⎯⎯→

↓ ↓ ↓

⎯⎯→

01.

56g 18g28g xx 9g

⎯⎯→

⎯⎯→=

Verdadeiro. Sim pois precisamos de 9g de água 02. Falso. Não, pois o produto resultante é uma base 04. Falso. Para as massas acima relacionadas não. 08. Falso. As ligações são por pontes de hidrogênio 16. Verdadeiro. 32. Falso. É o cálcio 64. Falso. Soma 17 16) (UDESC-2007) Uma das aplicações da amônia (NH3)

é a sua utilização na síntese industrial da uréia, que pode ser preparada a partir de amônia e de dióxido de carbono. Dentre as suas aplicações destaca-se o seu uso como fonte de fertilizante nitrogenado.

NH3 + CO2 (NH2)2CO + H2O Os produtos formados na reação de combustão da

amônia são o gás nitrogênio e a água, conforme representados na reação abaixo. Balanceie a equação e determine a massa, em gramas, de água obtida pela combustão de 42,5 g de amônia, em que o rendimento da reação é de 95%.

Dados: N = 14,0 g.mol-1 O = 16,0 g.mol-1 H = 1,0 g.mol-1 Δ NH3 (g) + O2 (g) N2 (g) + H2O (g) Fazendo o balanceamento temos: 4 NH3 + 3 O2 2 N2 + 6 H2O Massas Molares NH3 17g/mol H2O 18g/mol

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Massa Massa 4x17g 6x18g 42,5g X Porém como o rendimento é de 95% temos: 67,5g ------ 100% X ------ 95% 17) (UDESC-2007) O Congresso brasileiro estuda uma

lei para tornar o airbag obrigatório nos automóveis nacionais. Para que os 70 litros da bolsa plástica na frente do motorista se encha subitamente, no caso de uma colisão, acontece uma reação química. A mistura química responsável pela liberação do gás consiste de NaN3 e Fe2O3. Um impulso elétrico causa a "detonação" da reação, que produz gás nitrogênio e outros compostos, conforme o demonstram as reações abaixo:

6NaN3 (s) + Fe2O3 (s) 3Na2O(s) +2Fe (s) + 9N2(g)

a) Calcule a massa de NaN3 necessária para encher o airbag citado no texto, na temperatura ambiente (25ºC) e pressão de 1,0 atm.

b) Qual a massa de resíduos sólidos gerados, quando o airbag se enche? Considere as mesmas condições anteriores.

Volume da bolsa plástica = 70L Equação química balanceada 6 NaN3(s) + Fe2O3(s) 3 Na2O(s) + 2 Fe(s) + 9 N2(g) Temperatura de 25oC = 298K Pressão = 1 atm a) Massa molar do Na3N = 65g/mol

Volume molar a 1atm e 25oC P.V = n.R.T logo: 1.V = 1.0,082.298 :. V = 24,44L Massa Volume NaN3 N2 6 x 65 g 9 x 22,4 L X 70L X = 70.390/219,6 :.

b) Massas Molares

NaN3 = 65g/mol Na2O = 62g/mol Fe = 56g/mol

Para encher a bolsa, verificamos pelo item a, que são necessários 124,11g de NaN3, logo: Relacionando o NaN3 com Na2O temos: Massa Massa NaN3 Na2O 6 x 65 3 x 62 124,11 X Relacionando NaN3 com o Fe Massa Massa NaN3 Fe 6 . 65 2 . 56 124,11 X Massa total dos resíduos corresponde a soma das duas massas encontradas. Massa total = 59,2g + 35,64g 18) (UDESC-2007) O sulfato de sódio pode ser utilizado

como reagente precursor para preparar uma solução padrão utilizada na determinação de sódio em amostra de água. Esse sal, Na2SO4, pode ser formado pela reação entre o ácido sulfúrico e o hidróxido de sódio.

Determine a massa (em gramas) de sulfato de sódio obtido como produto da reação 20 gramas de hidróxido de sódio com 20 gramas de ácido sulfúrico. Monte a equação química balanceada para obter a massa correta de sulfato de sódio.

Dados: Na = 23,0 g.mol-1 O = 16,0 g.mol-1 H = 1,0 g.mol-1 S = 32,0 g.mol-1 2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O 2 mols 1 mol 1 mol 2 mols Relacionando o NaOH com o H2SO4 temos: Massas molares NaOH 40g/mol H2SO4 98g/mol Logo massa massa NaOH H2SO4 2x40g 1x98g 20g 20g

X = 6x18x42,5/4x17

X = 67,5g para um rendimento de 100%

X = 95x67,5/100

X = 64,125g

X = 124,11g

390.X = 124,11 . 186 X = 124,11 x 186 / 390

X = 59,2g

390. X = 124,11 . 112 X = 124,11 . 112 / 390 X = 35,64g

Massa Total = 94,84g

Verificamos que 80g de NaOH reagem com 98g de H2SO4, logo na proporção de 20g de NaOH para 20g de H2SO4, o NaOH se encontra em excesso.

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Então relacionando o H2SO4 (reagente limitante) com o Na2SO4 temos: Massa massa H2SO4 Na2SO4 98g 144g 20g X X = 20.144/98 19) (UDESC-2007) O alumínio é um metal de elevada

importância industrial. Apesar de o processo de reciclagem estar sendo amplamente utilizado, ele ainda é extraído da bauxita, sob a forma de Aℓ2O3 (alumina). Inicialmente o mineral é tratado com solução aquosa de NaOH, que transforma a alumina anfotérica em íon aluminado e posteriormente, por tratamento com CO2, decompõe o material em Aℓ(OH)3; finalmente, a conversão desse composto em alumina é feito por meio da reação:

a) Dê os nomes dos compostos que aparecem no texto. b) A quais funções inorgânicas pertencem esses

compostos? c) Calcule a massa de Aℓ((OH)3 necessária para produzir

1 tonelada de alumina. a) Al2O3 óxido de alumínio

NaOH hidróxido de sódio CO2 dióxido de carbono Al(OH)3 hidróxido de alumínio

b) Al2O3 óxido

NaOH base CO2 óxido Al(OH)3 base

c) Massas molares

Al(OH)3 78g/mol Al2O3 102g/mol 1 tonelada = 106 g

Massa Massa Al(OH)3 Al2O3 156g 102g X 106

GABARITO

AULAS 12 e 13 1) B 2) B 3) D 4) B 5) D 6) A 7) C 8) a) NaOH + HNO3 → NaNO3 + H2O b) 1,48kg 9) a) NaCH + HClO → NaClO + H2O b) 10,7kg 10) C 11) B 12) C 13) 11,2g 14) E 15) 17

X = 29,39g de Na2SO4

102 . X = 156 . 106 X = 156 . 106 / 102 X = 1,53x106g

X = 1,53 toneladas