CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO

LISTA DE EXERCÍCIOS - 25 -  ESTEQUIOMETRIA

(com resolução no final)

1. O endurecimento do gesso ocorre devido à reação química representada por:

CaSO4 . 1/2H2O(s) + 3/2H2O(l) → CaSO4 . 2H2O(s)

Quando 1,45 kg de gesso endurecem, o aumento de massa verificado é, em gramas, igual a

(A) 360.

(B) 270.

(C) 150.

(D) 90.

(E) 45.

2. Quando se aquece uma porção de esponja de aço, constituída  principalmente  por  ferro  (Fe),   em  presença  de oxigênio do ar, ela entra em combustão formando óxido de ferro (III) como único produto. Logo, se 1 g de esponja de aço for aquecido e sofrer combustão total, a massa do produto sólido resultante será

(A) menor do que 1 g, pois na combustão forma-se também CO2 (g).

(B) menor  do  que  1  g  ,  pois  o  óxido  formado  é  muito volátil.

(C) igual a 1 g, pois a massa se conserva nas transformações químicas.

(D) maior do que 1 g, pois o ferro é mais denso do que o oxigênio.

(E) maior do que 1 g, pois átomos de oxigênio se ligam aos de ferro.

3. O hidróxi do de sódio é preparado comercial m e n t e pela reação de carbonato de sódio com hidróxido de cálcio, representada pela equação química abaixo, a qual não se encontra balance ada. Quantos gra mas, aproxi ma d ame n t e , de hidróxido de sódio pode m ser obtidos tratand o- se 1 kg  de  carbona to de sódio com hidróxido  de  cálcio?

Na₂ CO₃  +  Ca(OH) ₂ → NaOH +  CaCO₃

A) 705  g.

B) 75,5  g.

C) 755  g.

D) 0,755  g.

E) 377,5  g.

4. Considere a seguinte reação não balanceada: Fe₂O_3(s)  +  CO_(g) → Fe_(s)  +  CO_2(g)

Quando 5 mols de Fe2O3 reagem com 16 mols de CO com um rendimento de 100%,  pode-se afirmar que o reagente limitante e o número de átomos de Fe formados, respectivamente, nesta reação, serão:

A) CO, e são formados 90,30 x 1023 átomos de Fe.

B) Fe2O3, e são formados 6,02 x 1023 átomos de Fe.

C) Fe2O3,  e  são  formados  60,24 x 1023  átomos  de Fe.

D) CO, e são formados 72,24 x 1023 átomos de Fe.

E) Fe2O3, e  são  formados  24,08 x 1023   átomos  de Fe.

5. Uma amostra de 1,222g de cloreto de bário hidratado (BaCl2 . n H2O) é aquecida até a eliminação total da água de hidratação, resultando em uma massa de 1,042g. Com base nas informações fornecidas e mostrando os cálculos efetuados, determine:

a)  o número de mols de cloreto de bário,

b) o número de mols de água e

6. 2007 é considerado  pela  UNESCO  como  o  ano  Heliofísico.  O  Sol  é  responsável  pelos  ventos,  pela  formação das nuvens e pela chuva. Graças a ele, a água evapora, as plantas fazem fotossíntese, crescem e fornecem madeira, que dá origem ao carvão usado como combustível em termelétricas.

Nota:  considere  o  carvão  como  sendo  constituído  somente por carbono.

Do texto acima, é INCORRETO afirmar que

(A) cita duas reações químicas de comportamento antagônico  em  termos  de  contribuição  para  o  efeito  estufa.

(B) cita a ocorrência de fenômenos físicos.

(C) o gás oxigênio é o comburente na combustão de carvão.

(D) o volume  de  ar  necessário,  medido  nas  condições normais  de  temperatura  e  pressão,  na  combustão total de 12 T de carvão, é de 11,2.107 L.

(E) são  citadas  somente  reações  químicas  que  contribuem para minimizar o efeito estufa.

7. Considere que a concentração de NaCl na água do mar é de 0,45 mol/L. A partir de 40 m3 de água do mar, a quantidade máxima de NaCl que pode ser obtida é

(A) 26,3 kg.                      

(B) 1053,0 kg.                 

(C) 58,5 kg.

(C) 18,0 kg.                      

(E) 2630,0 kg.

8. Água demais pode fazer mal e até matar

“Um  estudo  de  2005  do  New  England  Journal  of Medicine revelou que cerca de um sexto dos maratonistas   desenvolvem   algum   grau   de   hiponatremia,   ou diluição do sangue, que acontece quando se bebe água em demasia”.

Ao pé da letra, hiponatremia quer dizer “sal insuficiente no sangue”, ou seja, uma concentração de sódio abaixo de 135 milimol por litro de sangue — a concentração normal permanece entre 135 e 145 milimol por litro.  "Casos  graves  de  hiponatremia  podem  levar  à intoxicação   por   água,   uma   doença   cujos   sintomas incluem  dores  de  cabeça,  fadiga,  náusea,  vômito,  urinação freqüente e desorientação mental."

Scientific American Brasil – 05/09/2007

Antes  de  iniciar  uma  competição,  um  maratonista  de 1,75 m de altura e 75 kg possui, aproximadamente, 5 L de  sangue  com  uma  concentração  de  sódio  no  limite máximo da concentração normal. Após a conclusão da prova, esse atleta ingeriu um excesso de água, durante a sua hidratação. Esse excesso gerou, depois de algumas horas, uma redução na concentração de sódio para 115 milimol por litro de sangue, atingindo um quadro de hiponatremia. Com base nessas informações, os valores mais próximos da massa de sódio presente no sangue do atleta, antes de  iniciar  a  prova,  e  do  volume  de  água absorvido pela corrente sangüínea após a sua hidratação, são, respectivamente,

(A) 15,5 g e 1,3 L.                

(B) 16,7 g e 6,3 L.

(C) 15,5 g e 4,6 L.                 

(D) 16,7 g e 1,3 L.

(E) 15,5 g e 6,3 L.

9. Em determinadas condições, o  dióxido  de  nitrogênio (NO2) pode ser formado a partir de nitrogênio (N2) e oxigênio (O2). Considere um recipiente de 24L com êmbolo móvel em que há uma mistura estequiométrica de nitrogênio (N2) e oxigênio (O2), ou seja, a pressão parcial de nitrogênio no recipiente é metade da pressão parcial do oxigênio. A quantidade máxima que pode ser obtida do gás dióxido de nitrogênio, mantidas as condições de temperatura e pressão, é

(A) 8L.         

(B) 12L.      

(C)  16L.      

(D) 24L.      

(E) 46L.

10. A pirolusita é um minério do qual se obtém o metal manganês (Mn), muito utilizado em diversos tipos de aços resistentes. O principal componente da pirolusita é o dióxido de manganês (MnO2).

Para se obter o manganês metálico com elevada pureza, utiliza-se a luminotermia, processo no qual o óxido reage com o alumínio metálico, segundo a equação:

3 MnO2(s) + 4 Al(s) → 2 Al2O3(s) + 3 Mn(s) Considerando  que  determinado  lote  de  pirolusita  apresenta teor de 80% de  dióxido  de  manganês  (MnO2), a massa mínima de pirolusita necessária para se obter 1,10 t de manganês metálico é

(A) 1,09 t

(B) 1,39 t

(C) 1,74 t

(D) 2,18 t

(E) 2,61 t

Resolução 1)

CaSO4   .  1/2H2O(s)  +  3/2H2O(l) → CaSO4 . 2H2O(s)

M(CaSO4 . 1/2H2O) = 145 g/mol

M(CaSO4 . 2H2O) = 172 g/mol

145 g --------------------------------------------- 172 g

1,45 kg ------------------------------------------     x g      x = 1,72 kg

Aumento de massa em gramas

1,72 kg – 1,45 kg = 0,27 kg = 270 g

Resolução 2)

A equação da reação que ocorre é:

2Fe^o(s) + 3/2O2(g) → Fe2O3(s)

Sendo a massa da esponja de aço igual a 1 grama (principalmente  formada  por  Fe^o)  e  aplicando  a  lei  de  Lavoisier, temos:

2Fe(s)  +  3/2O2(g)  → 2Fe2O3(s)

1 g                              1 g + x g

Portanto, a massa de óxido de ferro III é maior 1 g.

Resolução 3)

Na₂CO₃  +  Ca(OH)₂ →  2 NaOH  +  CaCO₃

106 g ----------------------------- 80 g

1000 g ---------------------------- x g             x = 755 gramas.

Resolução 4)

Fe₂O₃  +  3 CO  →  2 Fe  +  3 CO₂

1 mol --------------2 x 6,02 x 10²³ átomos de Fe

5 mols -------------     x átomos de Fe                       

x = 60,2 x 10²³ átomos de Fe e o reagente limitante é o Fe₂O₃.

Resolução 5)

Quantidade de água = 1,222 – 1,042 = 0,18 gramas

a) número de mols de BaCl₂   1,222/208 = 0,006 mols

b) número de mols de água   0,18/ 18 = 0,01 mols

Resolução 6)

C + O2	→	CO2
1 mol de C	----------	1 mol de O2

    12g --------------------------   22,4 L

    12 . 10 6g  ----------------    x L          x = 22,4 . 10 6 L,

Considerando o ar como tendo 20% de O2 , temos:

100L de ar ----------  20L de O2

    Y -------------------    22,4 . 10 6L de O2      y = 11,2 . 107L

A fotossíntese minimiza o efeito estufa, mas a combustão do carvão o intensifica.

Resolução 7)

Cálculo da quantidade máxima de NaCl  que pode ser obtida a partir de 40m3 = 40 x 103 L de água do mar.

0,45 mol ----------- 1 L

  X mols   --------  40 x 10 3 L      x = 18 . 10 3 mol de NaCl

1 mol de NaCl ----------- 58,5 g

18 . 10 3 mol de NaCl-----   y g   y = 1,053 . 10 6g = 1053,0 kg de NaCl

Resolução 8)

Massa de sódio antes de iniciar a prova:

1 mol ------------------ 23g

145 . 10–3 mol -------- x                 x = 3,335 g/L

1L ---------------------- 3,335g

5L ----------------------  y                  y = 16,7g

Volume de água absorvido pela corrente sanguínea:

M1V1 = M2V2   (145 . 10–3 mol/L) (5L) = (115 . 10–3 mol/L) (V2) V2 = 6,3L

Volume de água = 6,3L – 5,0L = 1,3L

Resolução 9)

Equação da reação: 1N2_(g) + 2 O2_(g) → 2NO2_(g)

A quantidade máxima de NO2 que pode ser obtida ocorre  quando  a  reação  se  completa  (rendimento  100%). Nesse caso, 3 mols de reagentes gasosos formariam 2 mols de produto gasoso. Mantendo a temperatura e pressão constantes, temos:

3 mol de gases --------------- 24 L

2 mol de gás ---------------   x L           x = 16L

Resolução 10)

Massas molares: Mn: 54,9 g/mol; O: 16,0 g/mol; MnO2: 54,9 g/mol + 2 . 16,0 g/mol = 86,9 g/mol

3 MnO2_(s) + 4 Al_(s) → 2 Al2O3_(s) + 3 Mn_(s)

3 mol de MnO2   ------------------- 3 mol de Mn

3 . 86,9  g  -------- 3 . 54,9 g

    x ------------------ 1,10 t       x = 1,74 t de MnO2

1,74 t ------------ 80%

Y ------------------ 100%           y  = 2,18 t de pirolusita

Elaboração Prof. Paulo Silva