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Folheto de QUÍMICA Professor Dirceu (031)99825-4449 1 CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS – ENEM Questão 1: (Enem) Atualmente, sistemas de purificação de emissões poluidoras estão sendo exigidos por lei em um número cada vez maior de países. O controle das emissões de dióxido de enxofre gasoso, provenientes da queima de carvão, que contém enxofre, pode ser feito pela reação desse gás com uma suspensão de hidróxido de cálcio em água, sendo formado um produto não poluidor do ar. A queima do enxofre e a reação do dióxido de enxofre com o hidróxido de cálcio, bem como as massas de algumas das substâncias envolvidas nessas reações, podem ser assim representadas: enxofre (32 g) + oxigênio (32 g) → dióxido de enxofre (64 g) dióxido de enxofre (64 g) + hidróxido de cálcio (74 g) → produto não poluidor Dessa forma, para absorver todo o dióxido de enxofre produzido pela queima de uma tonelada de carvão (contendo 1% de enxofre), é suficiente a utilização de uma massa de hidróxido de cálcio de aproximadamente: a) 23 kg. b) 43 kg. c) 64 kg. d) 74 kg e) 138 kg. Resolução: Dados fornecidos pelo exercício: 1 tonelada de carvão (C) No carvão, temos 1% de enxofre (pureza) Qual é a massa de hidróxido de cálcio? 1o Passo: Montar uma equação só a partir das reações sucessivas fornecidas: S + O2 → SO2 SO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2S : S + 1/2O2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2S 2o Passo: Calcular a massa de enxofre presente em 1 tonelada de carvão, lembrando que 1% é enxofre, então: 1t de carvão--------100% x enxofre------------1% 100x = 1 x = 1 100 x = 0,01 t ou 10 kg de enxofre 3o Passo: A partir da massa de enxofre, podemos calcular a massa de hidróxido de cálcio. Nesse cálculo estequiométrico, vamos relacionar apenas massas: S -------- Ca(OH)2 1.32 g---------- 1.74g 10Kg----------y 32.x = 74.10 x = 740 32 x = 23,125 kg de gás butano Folheto de QUÍMICA Professor Dirceu (031)99825-4449 2 Questão 2: (Enem) No Japão, um movimento nacional para a promoção da luta contra o aquecimento global leva o slogan: 1 pessoa, 1 dia, 1 kg de CO2 a menos! A ideia é cada pessoa reduzir em 1 kg a quantidade de CO2 emitida todo dia, por meio de pequenos gestos ecológicos, como diminuir a queima de gás de cozinha. Um hambúrguer ecológico? E pra já! Disponível em: http://lqes.iqm.unicamp.br. Acesso em: 24 fev. 2012 (adaptado). Considerando um processo de combustão completa de um gás de cozinha composto exclusivamente por butano (C4H10), a mínima quantidade desse gás que um japonês deve deixar de queimar para atender à meta diária, apenas com esse gesto, é de? Dados: CO2 (44 g/mol); C4H10 (58 g/mol) . a) 0,25 kg. b) 0,33 kg. c) 1,0 kg. d) 1,3 kg. e) 3,0 kg. Resolução: Os dados fornecidos pelo exercício foram: Massa molar do CO2 = 44 g/mol Massa molar do C4H10 = 58 g/mol 1 kg de CO2 eliminado por uma pessoa Massa de gás butano que deixará de ser queimada em kg = ? 1o Passo: Montar e balancear a equação de combustão do butano (C4H10) 1 C4H10 + 8 O2 → 4 CO2 + 5 H2O 2o Passo: Montar a regra de três do cálculo estequiométrico, que envolverá apenas as massas de butano e gás carbônico: 1 C4H10 → 4 CO2 1.58 g---------- 4. 44g x----------1Kg 176.x = 58 x = 58 176 x = 0,33 kg de gás butano Folheto de QUÍMICA Professor Dirceu (031)99825-4449 3 Questão 3 – (Enem) Em setembro de 1998, cerca de 10.000 toneladas de ácido sulfúrico (H2SO4) foram derramadas pelo navio Bahamas no litoral do Rio Grande do Sul. Para minimizar o impacto ambiental de um desastre desse tipo, é preciso neutralizar a acidez resultante. Para isso pode-se, por exemplo, lançar calcário, minério rico em carbonato de cálcio (CaCO3), na região atingida. A equação química que representa a neutralização do H2SO4 por CaCO3, com a proporção aproximada entre as massas dessas substâncias é: H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + H2O + CO2 1 tonelada reage com 1 tonelada→ sólido sedimentado e gás Pode-se avaliar o esforço de mobilização que deveria ser empreendido para enfrentar tal situação, estimando a quantidade de caminhões necessária para carregar o material neutralizante. Para transportar certo calcário que tem 80% de CaCO3, esse número de caminhões, cada um com carga de 30 toneladas, seria próximo de A) 100. B) 200. C) 300. D) 400. E) 500. Resolução Alternativa D. Nessa questão, podemos observar pelo balanceamento estequiométrico e pelo comentário seguido da reação que, para 1 tonelada de H2SO4, será necessária 1 tonelada de CaCO3, portanto proporção de 1 para 1. Sendo assim, os cálculos aqui serão em relação à porcentagem de carbonato de cálcio no calcário e à quantidade de caminhões necessária para neutralizar o ácido sulfúrico. Veja: Se para 10.000 toneladas de calcário → 80% de carbonato de cálcio x toneladas de calcário → 100% de carbonato de cálcio x = 12.500 toneladas 1 caminhão é capaz de carregar → 30 toneladas y caminhões → 12.500 toneladas y = 417 caminhões Folheto de QUÍMICA Professor Dirceu (031)99825-4449 4 Questão 4 – (Enem) O esquema ilustra o processo de obtenção do álcool etílico a partir da cana-de-açúcar. Em 1996, foram produzidos no Brasil 12 bilhões de litros de álcool. A quantidade de cana-de-açúcar, em toneladas, que teve de ser colhida para esse fim foi aproximadamente: A) 1,7x108. B) 1,2x109. C) 1,7x109. D) 1,2x1010. E) 7,0x1010 Resolução: Alternativa A. Repare que, nessa questão, foram apresentados os dados em massa de todo o processo, mas precisamos utilizar apenas dois dados: a massa da cana- de-açúcar e a quantidade em litros de etanol correspondente. 1 t carvão ...................................70 litros x......................................12.108 litros x = 120.108/70 x = 1,7.108 Opção A
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