estequiometria_avançada com gabarito
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Exercícios estequiometriaTRANSCRIPT
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%.