Qumica 11 - Ficha n 1

A. Quantidade de substncia, composio centesimal de um composto, rendimento de uma reao qumica, grau de pureza de reagentes e reagentes limitante e em excesso

1. Determine a quantidade de substncia que existe em 50,0 g de sdio.Dado: Ar(Na) = 23,00

2. Indique a massa, expressa em gramas, que existe em 1,35 mol de cafena, C8H10N4O2.Dados: Ar(C) = 12,00; Ar(H) = 1,01; Ar (N) = 14,00; Ar (O) = 16,00

3. A pirite, FeS2, forma bonitos cristais dourados que so chamados o ouro dos tolos.Determine a quantidade necessria de:3.1. enxofre para se combinar com 1,00 mol de Fe para formar FeS2;3.2. ferro para se combinar com 1,44 mol de S para formar FeS2.

4. A massa de 22 g de um certo gs ocupa, nas mesmas condies de temperatura e presso, um volumeigual ao ocupado por 14 g de N2.Considere as seguintes substncias gasosas e as suas respectivas massas molares (M):

SubstnciasCON2NOCO2C2H6C3H8

M/ g mol-128,0028,0030,0044,0030,0044,00

Das hipteses seguintes, indique qual(ais) o(s) gs(gases) que satisfaz(em) as condies do problema:(A) apenas CO2;(B) CO2 e C3H8;(C) C2H6 e C3H8;(D) NO e C2H6.

5. Por causa do seu impacto nos mecanismos de destruio da camada de ozono, o consumo de cloroetano(C2H5Cl) tem vindo a diminuir. No entanto, durante muitos anos foi utilizado como propulsor de aerossis e a sua obteno fazia-se custa da reaco de cloreto de hidrognio, HCl(g), e de eteno, C2H4(g). Numa determinada situao experimental, fez-se reagir 5,61 g de C2H4, com excesso de HCl e obteve-se 4,83 g de C2H5Cl.5.1. Indique por que razo foi necessrio adicionar HCl em excesso.5.2. Escreva a equao qumica que traduz a reaco qumica realizada.5.3. Calcule o rendimento da reao.

6. Determine a composio centesimal do butano (C4H10).Dados: Ar(C) = 12,00; Ar (H) = 1,01

7 A hormona epinefrina (adrenalina) libertada no organismo durante uma situao da stresse. A sua composio (% em massa) : 56,80% C, 6,56% H, 28,36% O e 8,28% N.Determine a frmula emprica da adrenalina.

8. O composto C6H4(NO2)2 pode ser preparado por aquecimento de C5H5NO2 com urna mistura de cidontrico e de cido sulfrico concentrados, segundo a equao qumica:C6H5NO2 + NO2+ C6H4(NO2)2 + H+Se o rendimento da reao for de 55,0%, a massa de C6H4(NO2)2 produzida a partir de 12,30 g de C6H5NO2 ser (seleccione a opo correcta):(A) 0,92g (B) 9,10g (C) 16,8g (D) 9,24q

9. A maior parte do dixido de enxofre necessrio para a produo de cido sulfrico obtm-se pela ustulao de minrios (sulfuretos metlicos), como o sulfureto de zinco, que se pode traduzir pela seguinte equao qumica:2 ZnS (S) + 3 O2 (g) 2 ZnO (s) + 2 SO2 (g)Faz-se a ustulao de 48,5 kg de sulfureto de zinco na presena de 1,0 x 103 mol de O2.9.1. Investigue qual o reagente limitante.9.2. Calcule o volume mximo de dixido de enxofre que se liberta, medido temperatura e presso ambiente, nas condies do enunciado (considere que 1 mol de gs, nas condies de temperatura e presso ambiente, ocupa 24,0 dm3).9.3. Indique as quantidades qumicas das substncias presentes no final da reaco.

10. Uma empresa que utiliza zinco no seu processo de fabrico construiu uma lagoa para armazenar um volume de 180 000 L de gua contaminada com ies Zn2+. Estudos efectuados lagoa mostraram que pelo menos 9 t de ies Zn2+ foram lanadas ao longo de vrios anos nesta lagoa.10.1. Imagine que o valor da concentrao mssica em ies Zn2+ na gua contaminada no deve ultrapassar o valor de 5 mg/L. Se esta gua escorrer para um rio, a empresa poder ter de pagar uma coima? Justifique a sua resposta.10.2. A concentrao de ies Zn2+ pode ser alterada por variao do valor do pH da gua de acordo coma seguinte equao qumica:Zn2+ (aq) + 2 HO (aq) Zn(HO)2 (s)Determine, para cada 198,82 kg de Zn(HO)2 produzidos, a massa de ies Zn2+ que so removidos da gua.

11. Fez-se reagir uma amostra de calcrio com a massa de 100 g com excesso de soluo aquosa de cidoclordrico, tendo-se libertado 30,8 g de dixido de carbono.11.1. Escreva a equao qumica correspondente a esta reao.11.2. Calcule o grau e pureza do calcrio utilizado.11.3. Calcule o volume de CO2 libertado, em condies ambiente (considere Vm = 24,0 dm3).

12. O sulfato de amnio utilizado na composio de vrios fertilizantes.12.1. Escreva as equaes que traduzem as reaes de preparao do amonaco (a partirde diazoto e de di-hidrognio) e da sua transformao em sulfato de amnio (fertilizante).12.2. Indique as matrias-primas, o intermedirio e o produto final.12.3. Uma amostra slida foi tratada com gua, verificando-se que era parcialmente solvel. A mistura foi filtrada e o filtrado era levemente cido. Tratado com hidrxido de clcio e aquecido, libertou um gs, muito solvel em gua, azulando uma tira de papel vermelho de tornesol humedecido. Traduza por uma equao qumica a reaco que ocorreu.12.4. Num laboratrio com 15,00 m de comprimento, 5,00 m de largura e 2,50 m de p-direito, foi inadvertidamente deixada durante a noite uma cpsula de Petri com 13 cm3 de soluo concentrada de amonaco a 30% (m/V), que se volatilizou totalmente, espalhando-se pela atmosfera da sala. Na manh seguinte, ao abrir-se o laboratrio, notou-se um forte cheiro a amonaco e procedeu-se de modo adequado.a) Qual era, em ppm, a frao mssica do NH3 no ar? Considere a massa volmica do ar', nas condies do laboratrio, igual a 1,29 g dm3.b) Que procedimento teria sido levado a cabo quando se notou a presena do NH3?

13.1. Calcule a quantidade de substncia existente em:a) 24,30 g de magnsio; b) 14,01 g de diazoto; c) 28,02 g de azoto atmico;d) 54,06 g de gua; e) 245,2 g de cido sulfrico (H2SO4).13.2. Calcule a percentagem em massa de enxofre existente no cido sulfrico (H2SO4).

14. Num recipiente fechado misturaram-se 3,00 mol de di-hidrognio com 60,0 g de dioxignio. Aps a reao, arrefeceu-se a mistura tendo-se obtido 45,0 g de gua no estado lquido.14.1. Verifique se a reao foi completa.14.2. Calcule o rendimento da reao.14.3. Seleccione a afirmao correcta.(A) Se se obtivesse 1 mol de H2O por cada mole de O2 usada, a reao seria completa.(B) Se a reao fosse completa, no fim da reao o recipiente continha apenas H2O.(C) O volume de H2O (l) obtido, medido em condies PTN, foi de 67,2 dm3.(D) Se tivesse usado 4,00 mol de H2 (em vez de 3,00 mol), o reagente limitante seria o O2.

15. As reaes qumicas mais vulgares ocorrem geralmente em fase liquida e em fase gasosa. Quando as reaes ocorrem em fase gasosa, possvel prever a energia posta em jogo com base nas energias de dissociao (e de ligao) das ligaes nos reagentes e nos produtos.15.1. A uma soluo aquosa de NaHO, temperatura de 18 C, adicionou-se soluo aquosa HCl, mesma temperatura. Verificou-se que, aps a mistura, a temperatura da soluo se elevou at 20 C.15.1.1. Qual a razo da elevao da temperatura?15.1.2. Escreva a equao qumica correspondente e classifique a reaco (endotrmica/exotrmica).15.2. A partir de um balano entre a energia gasta na ruptura de ligaes e a energia libertada na formao de novas ligaes, calcule a energia posta em jogo, aproximadamente, na hidrogenao do eteno:CH2=CH2 (g) + H2 (g) CH3-CH3 (g)

16. O valor experimental da variao de entalpia da reaco2 H2 (g) + O2 (g) 2 H2O (g) presso atmosfrica e a 25 C igual a 500 kJ mol-1.16.1. Qual o significado fsico desta afirmao?16.2. Calcule a variao de entalpia da reaco a partir das energias de dissociao das ligaes H-H, O=O e O-H e compare o resultado com o valor experimental.

EXERCCIOS DE REVISO

QUANTIDADE DE SUBSTNCIA

1. Calcule a massa e o volume de gs (PTN) correspondentes s seguintes quantidades de substncia:(A) 1 mol CH4 (metano) (B) 2 mol N2 (diazoto)(C) 12 mol de O3 (ozono) (D) 0,8 mol HCl (cloreto de hidrognio)

2. Determine o volume ocupado (PTN) por:(A) 10 g de H2. (B) 80 g de CH4.(C) 220 g de CO2. (D) 13 kg de gs butano (C4H10).

3. Calcule a massa (expressa em gramas), (PTN), de:(A) 22,4 L de NO2. (B) 150 L de amonaco, NH3.(C) 10 L de H3C2Cl (cloreto de vinilo, matria-prima do PVC).

4. De acordo com a Lei de Avogadro, indique qual das amostras de gases, A, B, C ou D, mesma presso e mesma temperatura, contm o mesmo nmero de partculas que 1 L de O2.(A) 2 L de non (B) 1 L de hlio (C) 3 L de dixido de carbono (D) 2 L de hidrognio

5. Um profissional da rea ambiental recebeu, para anlise, uma amostra de gs, sem identificao. Apsalgumas medies, obteve os seguintes dados:Massa / gVolume / cm3Presso / atmTemperatura / C

1,286000,8227

Considere Vm (27 C; 0,82 atm) = 30 dm3/mol.Selecione, das hipteses A, B, C e D, aquela que representa o gs da amostra analisada.(A) O2(B) O3 (C) N2 (D) SO2

6. Os seguintes dados foram obtidos analisando-se amostras de xidos de azoto.

AmostraMassa da amostra / gMassa de azoto / gMassa de oxignio / g

A0,1000,0470,053

B0,3000,1410,159

C0,4000,1470,253

Pela anlise desses dados pode concluir-se que [seleccione a(s) opo(es) correta(s)]:(A) As amostras A, B e C podem ser do mesmo xido. (B) As amostras A e B podem ser do mesmo xido.(C) As amostras A e C podem ser do mesmo xido. (D) As amostras B e C podem ser do mesmo xido.

7. Realizou-se uma srie de experincias onde se utilizou a mesma massa de zinco (6,54 g) e massas crescentes de 0 a 6,42 g de enxofre, na ausncia de ar. Os dois reagentes foram misturados num cadinho que se aqueceu at que a reaco traduzida pela equao qumica 8 Zn + S8 8 ZnS fosse a mais completa e a nica reaco possvelDos grficos A, B, C e D indique o que representa correctamente a massa de ZnS formada (mZnS g) emfuno da massa de enxofre (S) utilizada na experincia (mS g).Dados: Ar(Zn) = 65,4; Ar(S) = 32,1

COMPOSIO CENTESIMAL DE UM COMPOSTO

8. Encontrou-se um p branco puro e, depois de muita expectativa, concluiu-se que era inofensivo e quetinha a seguinte composio (percentagem em massa):C - 14,29%; H 1,190%; Na 27,38%; O -57,14%Indique, das hipteses A, B, C e D, qual ser a que corresponde ao composto consistente com a anliseefectuada.(A) NaHCO3 (B) NaCO3NaHCO3 (C) Na2CO36H2O (D) Na2CO310H2O

9. Quando se dissolve, em 250 mL de gua, 20 g de um composto cuja frmula qumica pode ser representada por XY obtm-se uma soluo 0,500 mol dm-3. Determine a massa molar do referido composto.

10. Realizou-se uma anlise a um composto que contem somente C, H e N e o resultado mostrou que estecomposto continha (em % massa) 75,9 % de C e 17,7% de N. Indique qual ser a frmula emprica desse composto.

11. Ao efectuar-se uma anlise a um dentfrico encontrou-se um teor em flor de 1,9 mg desse elemento em cada 1 g de pasta de dentes. O flor adicionado pasta faz parte do composto monofluorofosfato desdio, Na2PO3F, de massa molar 144 g mol-1. Seleccione, das hipteses A, B, C e D, a que corresponde massa de Na2PO3F utilizada na preparao de 100 g de dentfrico.(A) 0,144 g(B) 0,190 g (C) 1,44 g (D) 1,90 g

12. Determine o conjunto de coeficientes estequiomtricos (hipteses A, B, C e D) que transforma o esquema qumico numa equao qumica.xCu2+ (aq) + yAl (s) rCu (s) + mAl3+ (aq)

RENDIMENTO DE UMA REAO QUMICA, GRAU DE PUREZA DE REAGENTES E REAGENTESLIMITANTE E EM EXCESSO

14. Quando se queima magnsio na presena de oxignio obtm-se o xido de magnsio, MgO.14.1. Escreva a equao qumica correspondente combusto do magnsio.14.2. Fez-se a combusto de 5,0 mol de Mg na presena de 4,0 mol de O2 para se produzir a maior quantidade possvel de MgO.14.2.1. Justifique qual dos reagentes o limitante.14.2.2. Determine a quantidade de reagente em excesso que ficou por reagir.

15. Fez-se reagir 5 mol de A com 7 molde B, segundo a equao qumica:3 A + 4 B 2 C + 3 DIndique as afirmaes verdadeiras (V) a partir do enunciado.(A) B tem maior massa molar que A. (B) A e B reagem nas propores estequiomtricas.(C) A tem massa molar maior que B. (C) A o reagente limitante.(E) No final da reaco s h C e D. (F) No final da reao h A, C e D.(G) B o reagente limitante. (H) No final da reao h B, C e D.

16. Imagine que pretendia realizar uma reao qumica em que um dos reagentes era um sal de iodo e quetinha planeado ser iodeto de sdio. No entanto, no ltimo minuto, descobriu que o iodeto de sdio estavaesgotado e que, por isso, o teria de substituir por iodeto de potssio. Ser que precisava de pesar mais, menos ou a mesma massa de iodeto de potssio (em relao quela que tinha pensado para o iodeto de sdio) para obter a mesma quantidade qumica de ies iodeto?

17. A preparao de silcio puro, usado em microchips, envolve a reao entre tetracloreto de silcio e magnsio: SiCl4 (l) + 2 Mg (s) Si (s) + 2 MgCl2 (s).A reaco de 1,70 g de tetracloreto de silcio com 9,72 g de magnsio produziu 0,150 g de silcio. Seleccione, das hipteses A, 8, C e D, aquela que traduz o rendimento (aproximado) desta reaco.(A) 97% (B) 88% (C) 55% (D) 53%

18. Pode obter-se o cido clordrico com um elevado teor de pureza atravs da reaco entre o cloro e odi-hidrognio, seguido da dissoluo do cloreto de hidrognio em gua. Estes processos esto representados pelas equaes qumicas seguintes:

Considere a situao em que se fez reagir 1,0 mol de Cl2, com 2,0 g de H2 e que o cloreto de hidrognio obtido se dissolveu totalmente em 1,0 L de gua. Classifique as afirmaes seguintes em verdadeiras (V) ou falsas (F).(A) A concentrao molar da soluo obtida 2,0 mol L-1.(B) A massa de cloro que reagiu 71 g.(0) A massa de HCl(g) produzida 73 g.(D) A concentrao mssica da soluo obtida 73 g mol-1.(E) O reagente limitante H2.(F) Parte do HCl (g) no se dissolveu na gua.(G) O reagente limitante Cl2.(H) No final da reao s existiam produtos da reao.

19. O carbonato de sdio produzido em duas etapas, traduzidas pelas seguintes equaes qumicas:

19.1. Determine a massa mxima de carbonato de sdio que se pode obter a partir de 800 g de cloreto desdio, supondo que as duas reaces so completas.19.2. Se o rendimento da reaco (1) fosse de 80% e o da reao (2) de 100%, calcule o valor mximo damassa de carbonato de sdio que se poderia obter a partir de 800 g de cloreto de sdio.19.3. Se o cloreto de sdio tivesse um teor de impurezas de 15%, determine o valor mximo da massa decarbonato de sdio que se poderia obter a partir de 800 g de cloreto de sdio nas condies da situao de 19.2.

20. A decomposio do PCl5 pode ser descrita pela seguinte equao qumica:

Num determinado trabalho laboratorial pretendia-se maximizar 0 rendimento da reao de decomposio do PCl5 para 100%, sabendo-se que a partir de 5,0 g deste composto se obteve 1,5 g de Cl2. Verifique se o objectivo foi alcanado.

21. O dixido de carbono que aparece no ar de um submarino submerso pode ser removido atravs da reao qumica traduzida pela seguinte equao qumica:

21.1. indique o nome de todas as substncias que intervm na reaco.21.2. Se um marinheiro exalar 0,150 L de CO2 por minuto, temperatura de 20 C e presso de 1,02 atm, qual ser a massa de Na2O2 necessria para remover tudo o CO2, exalado por cada marinheiro numperodo de 24 horas?Considere Vm (20 C; 1,02 atm) = 23,5 dm3 mol-1.21.3. Imagine que, em determinada altura, se tinha 7,80 x 102 g de Na2O2 e 352 g de CO2.21.3.1. Indique, apresentando todos os clculos que tiver de efectuar, qual o reagente limitante.21.3.2. Determine a massa de O2, obtida, sabendo que o rendimento da reaco foi de 80%.

22. A benzamida (2) pode ser preparada pela reao de amonaco concentrado com cloreto de benzolo (1), segundo a equao qumica:

(1) (2)Numa determinada situao laboratorial, para obter 11,1 g de benzamida pura, utilizou-se 65 cm3 de amonaco concentrado (em excesso) e 15,0 g de cloreto de benzolo.M() = 141 g mol-1 M() = 121 g mol-1 22.1. indique uma razo para ser necessrio utilizar amonaco em excesso.22.2. Seleccione, das hipteses A, B, C e D, aquela que representa a expresso que permite o clculo dorendimento da reao.(B) (C) (D)

23. Numa reaco de neutralizao, adicionaram-se 10,0 g de cido sulfrico a 7,40 g de hidrxido de clcio, segundo a seguinte equao qumica:

Dados: M(H2SO4) = 98,12 g mol-1; M(Ca(HO)2) = 74,12 g mol-1 e M(CaSO4) = 136,20 g mol-1Seleccione, das hipteses A, B, C e D, aquela que representa, aps a reao terminar, a massa do reagente em excesso.(A) 0,018 g de H2SO4 (B) 0,204 g de H2SO4 (C) 0,26 g de Ca(HO)2 (D) 1,88 g de H2SO4

24. Durante o processo de ustulao da calcopirite (CuFeS2) libertam-se alguns gases, de acordo com aseguinte equao qumica:

Na tabela encontram-se os dados relativos anlise qumica desse gases.Gases libertados pelo processo de ustulao% em massa

SO218,29

O28,23

N2 + outros gases do ar73,48

Dados: Considerar o ar com 23% de O2 (m/m). M(g mol-1): CuFeS2 = 183,5; SO2 = 64 e O2 = 32Sugesto: Usar 100 g de CuFeS2 como base do clculo.Sabendo que toda a calcopirite reagiu no processo, a percentagem de ar utilizada em excesso foi (selecione a opo correta):(A) 30%(B) 40%(C) 50%(D) 60%(E) 70%