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RESOLUÇÃO – CÁLCULOS QUÍMICOS NÍVEL I 1) LETRA A Massa de gás emitida: 43,3 mg= 0,0433 g Massa CO Mol CO 28 g 1mol 0,0443g x mol x=0.0016 mol de CO emitidos O fumante absorve 3,7 vezes menos: 3,7 x = 0,0016 mol x= 0,00043 mol absorvido por cigarro. para 10 cigarros: 0,00043 . 10 = 0,0043 ou 0,43.10-2 2) LETRA A M.A = M1%1 + M2%2 100 M.A = 63 . 69 + 65 .31 = 63,62 100 3) LETRA A Li2CO3 Li = 2 x 7 = 14 C = 1 x 12 = 12 O = 3 x 16 = 48 Li2CO3 = 74g\mol] 74g ---- 1mol 60g ----- y Y = 0,81mol Calculando a concentração em mol\L: 0,81 \ 2L = 0,4 mol \ L 4) LETRA C NaCl = 58,5 g\mol 58,5g ---- 1mol 2.10-3g ----- x Y = 0,035.10-3 mol Como a concentração é 0,14mol\L, temos: 0,14 mol ---- 1L 0,035.10-3 mol ---- V V = 0,24. 10-3L OU 0,24 ml 5) LETRA B Dose diariamente recomendada: 1000mg de Ca (Devemos, primeiramente, ler o enunciado com bastante atenção para entendermos o que é pedido no exercício. Um brasileiro consome em média 500 miligramas de cálcio por dia, mas deveria consumir o dobro, ou seja, 1000 miligramas. A questão pede a quantidade de átomos de cálcio ingerida para que o brasileiro supra suas necessidades, ou seja, o cálculo deve ser feito com 1000 miligramas OU 1 grama). Sabendo que o Ca = 40g\mol, podemos calcular o número de mol a partir da massa recomendada (1g). 1mol Ca ----- 40g x ------ 1g X = 0,025mol Para calcular o número de átomos, utilizamos a constante de Avogadro: 1 mol Ca ----- 6.10²³ átomos Ca 0,025 mol Ca ------ x X = 1, 5 . 10²² átomos de Ca 6) LETRA B Devemos calcular o número de mols a partir da massa dada (80mg ou 0,08g de cafeína): 1 mol ------194g X ------- 0,08g X = 4,1 . 10-4 mol Com o número de mol encontrado, dividimos pelo volume em L (200ml = 0,2L) e achamos a concentração em mol\L: 4,1 . 10-4 mol = 2 . 10-3 mol \ L 0,2 L 7) LETRA B O Índice Diário Aceitável desse adoçante é de 40 mg/kg de massa corpórea, então, temos que calcular o quanto uma pessoa de 70 kg pode ingerir por dia. 40mg de aspartame _________1 kg de massa corpórea X mg de aspartame__________70 kg de massa corpórea X=2800 mg de aspartame, passando para grama (g), X=2,8 g Sabendo que o aspartame é 294g\mol, é só calcular quantos mols de aspartame estão presentes em 2,8 gramas 294 g ____________1 mol de aspartame 2,8 g _____________Y mol de aspartame Y =9,5.10−3 mols de aspartame 8) LETRA E - O volume da salmoura é igual ao volume de água: 100L de água = 100L de solução. - A massa molar do ácido cítrico mono-hidratado é 2 x 102g/mol. - A massa do ácido cítrico mono-hidratado é 1kg ou 1000g. - Calculando o número de mol: 1mol – 200g Y - 1000g Y = 5mol - Determinando a concentração em mol\L: 5mol \ 100L = 0,05 mol\L 9) LETRA A O gás carbônico (CO2) possui uma massa molar de 44g\mol. Então: 1 mol ------ 44g -------- 6.10²³ moléculas Como foram lançadas 88 toneladas (88.106g) na atmosfera, faremos uma regra de três: 44g -------- 6.10²³ moléculas 88.106 g -------- x X =1,2x1030 10) LETRA C Sabemos o composto é C19H38O, isto significa que existem 19, 38 e 1 átomo de carbono, hidrogênio e oxigênio, respectivamente. O exercício nos fornece as massas dos átomos. Desta forma, multiplicaremos as massas de cada átomo de acordo com a quantidade existente na molécula, logo: C = 19 × 12 = 228 H = 38 × 1 = 38 O = 1 × 16 = 16 Agora, some tudo a fim de obter a massa molecular do composto completo: C19H38O = 228 + 38 + 16 = 282 g/mol A massa molar do feromônio é 282 g/mol. Isto significa que em 282g existe 6×10²³ moléculas do feromônio ou 1mol de moléculas. Logo, faz-se uma regra de três a fim de saber quantas moléculas existem em 1,0×10-12g 282g ----------- 6×10²³ 1,0×10-12 ------ X X = 2,1 . 109 moléculas 11) LETRA A Como a densidade da água é 1g\ml, temos que 3L de água (3000ml) equivalem a 3000g. 3000ml de água = 3000g Sabendo que a massa molar da água é 18g\mol, temos: 1 mol H2O -----------18g x mol -----------3000g x= 166 mol de água 1 mol-----------6,02 x 10 ²³ moléculas 166 mol --------x x = 1003 x 10 ²³ x= 1,003 x 10 26 moléculas 12) LETRA B - A massa de um átomo de oxigênio é: 236 10 átomos de oxigênio 16 g 1átomo de oxigênio (1átomo) 23 (1átomo) 23 m 16 1 m 2,67 10 g 6 10 −= = - A massa de um átomo de oxigênio é, aproximadamente, 1,33 vezes maior que um átomo de 12C. O 16 u C 12 u 16 u Razão 1,33 12 u = = = = - O átomo de oxigênio possui 8 elétrons em sua eletrosfera, pois possui 8 prótons, ou seja, seu número atômico é 8. - A massa de um átomo de bromo é 5 vezes maior que a massa de um átomo de oxigênio. Br 80 u O 16 u 80 u Razão 5 17 u = = = = 13) LETRA C Podemos prever que massa atômica do elemento níquel terá um valor entre 57,935 e 59,930, pois estes isótopos possuem a maior porcentagem (quase 100% juntos). Porém, para calcular o valor exato, teríamos que fazer uma média ponderada. 14) LETRA E 15) LETRA B O texto sugere que, entre os anos de 1695 e 1817, foram enviadas a Portugal 535 toneladas de ouro. Sabendo que o Au = 197g\mol , temos: 1mol _____ 197g _____ 6 x 1023 átomos 535 x 106g ___ x x = 1,63 x 1030 átomos. NÍVEL II 1) LETRA A 2) LETRA B Teremos: 4 35 10 mol (KI) 0,5 mol 10 0,5 166 mg 83 mg de KI.− − = = = Dado: KI = 166g\mol 1 pastilha: 83 mg 1000 mL 33,2 mg V V 400 mL= 3) LETRA B 3 Normoglicêmico (regular): entre 7032,4 mg dL e 100 mg dL 1mg 10 g; 1L 10dL−= = Paciente 1: 3 3 3mol 180 10 mg1,8 10 1,8 10 32,4 mg dL (hipoglicêmico) L 10 dL (32,4 mg dL 70 mg dL) − − = = Paciente 2: 3 3 3mol 180 10 mg5,4 10 5,4 10 97,2 mg dL (normoglicêmico) L 10 dL (70 mg dL 97,2 mg dL 100 mg dL) − − = = 4) LETRA C Teremos: 1 mol de Pb 207,2g x 5 0,006g (60% de Pb) x 2,89 10 mol−= Se: 1 mol 23 5 6,02 10 átomos 2,89 10 mol− 19 19 z z 1,74 10 átomos de Pb absorvida 1,74 10 átomos = 2000g y átomos 15 1g y 8,7 10 át. g de peixe.= 5) ANULADA Questão anulada no gabarito oficial. Observação: todas as alternativas são falsas. No enunciado da questão onde se lê 27(10 ) deveria estar escrito 27(7 10 ). [A] Falsa. A soma dos números de massa desses 5 átomos é igual a 74. 12 16 14 1 31C; O; N; H; P Soma 12 16 14 31 74 (admensional).= + + + = [B] Falsa. O número de Avogadro é 236,0 10 . [C] Falsa. Os átomos de 14N e 31P não são isóbaros porque diferem no número de massa ( )14 31 . [D] Falsa. No corpo humano existem aproximadamente 41,17 10 mol de átomos. De acordo com o enunciado da questão, há uma estimativa de que o corpo humano seja formado por 7 octilhões de átomos. 277 octilhões 7 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000 7 10 1mol de átomos = = 236,0 10 átomos n 27 27 23 4 4 7,0 10 átomos 1mol de átomos 7,0 10 átomos n 6,0 10 átomos n 1,1666666 10 mol de átomos n 1,17 10 mol de átomos = = 6) LETRA A 1quilate 3200 10 g 900 quilate − 3 1 C m 900 quilates 200 10 g m 1quilate m 180 g C 12; M 12 g mol 1 mol de átomos de carbono − − = = = = 12 g n 1 180 g 1mol 180 g n 12 g n 15 mol n 1,5 10 mol = = = 7) LETRA C 3MgCO Mg 84 g 24 g 168,8 g x x 48,22 g ou 0,048 kg 0,048 30 dias 1,45 kg = = 8) LETRA D9) LETRA E Uma concentração % m\v representa uma determinada massa em gramas do soluto para cada 100ml de solução. Exemplo: 4% m\v = 4 g de soluto para cada 100ml de solução ou 40g de soluto para cada 1000ml de solução (No caso da questão seria 40g de ácido acético para cada 1000ml de vinagre) 6% m\v = 6g de soluto para cada 100ml de solução ou 60g de soluto para cada 1000ml de solução (No caso da questão seria 60g de ácido acético para cada 1000ml de vinagre) Como o ácido acético possui uma massa molar de 60g\mol, podemos calcular o número de mols mínimo e o número de mols máximo do ácido acético no vinagre (4% até 6%): 1mol de ác. acético --- 60g X --- 40g (equivale a um vinagre 4%, ou seja, 40g \ 1000ml) X = 0,7 mol (valor mínimo possível) 1mol de ác. acético --- 60g X --- 60g (equivale a um vinagre 6%, ou seja, 60g \ 1000ml) X = 1mol (valor máximo possível) Portanto, devemos escolher a amostra que apresenta um valor em mol entre 0,7 e 1mol para cada 1L. Observamos que a amostra 5 é válida. 10) LETRA B A QUANTIDADE DE SULFATO DE FERRO (II) RECOMENDADA POR DIA EM MASSA É: 300mg/dia = 0,3 g/dia A QUANTIDADE DE SULFATO DE FERRO (II) INGERIDA POR DIA EM VOLUME É: 10mL = 0,01 L por dia Portanto, temos a seguinte concentração em g\l por dia: 0,3 g = 30 g\L 0,01L Como as concentrações nos frascos estão expressas em mol\L, devemos converter essa massa de 30g\L em mol\L e verificar qual o frasco cujo valor é mais próximo do recomendado: Sulfato de ferro (II) = 152g\mol 1 mol ---- 152g X ---- 30g X = 0,2 mol Portanto, o frasco II é o mais adequado. 11) LETRA D 15Km ---- 1L de gasolina 600 Km ---- V V = 40 L de gasolina Conteúdo de carbono em 1L de gasolina: 1L gasolina --- 0,6Kg de carbono 40L gasolina --- m M = 24Kg de carbono Observação: C = 12 ; O = 16 CO2 : 12g de Carbono + 32 de Oxigênio = 44g de gás carbônico OU 12Kg de Carbono + 32Kg de Oxigênio = 44Kg de gás carbônico Como temos 12Kg de Carbono em 44Kg de CO2, temos: 12Kg de Carbono ---- 44Kg de CO2 24Kg de Carbono ----- M M = 88Kg CO2 12) LETRA A Massa Molar da C4H6O2 => M = 86 g/mol 1 mol ---------- 86 g ----------- 6 x 1023 moléculas Então: 86 g --------------- 6 x 1023 moléculas 4,3 g --------------- N N = 6 x 1023 x 4,3 / 86 N = 6 x 1023 / 20 N = 3 x 1022 moléculas de C4H6O2 Na C4H6O2 existem 4 mols de átomo de C, assim o Nº de átomos de C será: 3 x 1022 x 4 = 1,2 x 1023 átomos de C 13) LETRA C 14) LETRA B Massas Molares (g/mol) H ..................... 1,0 P ...................... 31 O ..................... 16 H3PO4 = 98 98mg H3PO4 ----- 31 P 69,99mg H3PO4 ----- X X = 22mg P 15) LETRA B 0,9% m\v: 0,9g NaCl ----- 100 ml solução Devemos analisar a relação da parte com o todo: NaCl 23 + 35,5 = 58,5 Então, vamos relacionar massa do NaCl com a massa do íon sódio: 58,5g NaCl ----- 23g Na+ 0,9g NaCl ------ x X = 0,35g Na+ NÍVEL III 1) LETRA B 6 6 6 2 9 23 5 milhões de anos 5 10 anos 5 10 365 dias 5 10 365 24 60 60 s A cada segundo (s), por cm : 100 bilhões de átomos de hidrogênio 100 10 átomos de H 6,0 10 átomos de H = = = = 9 1g 100 10 átomos de H H 9 12 H 23 12 m 100 10 átomos de H 1g 1 m 10 g 66,0 10 átomos de H 1 10 g de H 6 − − = = H 1s m' 6 12 6 H 6 H H 5 10 365 24 60 60 s 1 10 g 5 10 365 24 60 60 s 6 m' 1s m' 26280000 10 g 26,28 g m' 26 g − − = = = = 2) LETRA E 20m3 16m3 80% DENSIDADE = m\ V 0,66 Kg\m3 = m \ 16 m = 10,56kg = 10,56.103g O metano (gás natural) possui fórmula molecular CH4 e massa molar de 16g\mol. Portanto, como o calor de combustão libera 809kj\mol, temos: 809 Kj ----- 1mol Ou 809 Kj ------ 16g E ------- 10,56.103g E = 533,94 . 103 kj E = 5,3 . 105 kj 3) LETRA B * Árvore: m = 106 kg * Água: m = 29 kg * Árvore seca: 106 – 29 = 77 kg * Quantidade de carbono fixada na árvore seca (50% de sua biomassa seca): 50% 50% de 77 kg = 38,5 kg O texto da questão fala que “... cada 12g de carbono fixados, 44g de CO2 são retirados..” Então: 12 g de carbono fixados ------ 44 g de CO2 38,5 . 103g de carbono fixado ----- x X = 141,17 . 103g ou 141,17Kg O texto da questão fala que “... Na queima de 1L desse combustível são liberados cerca de 2Kg de CO2...” Então: 1L ---- 2Kg de CO2 X ---- 141,7Kg de CO2 X = 70,85L 0u 71L 4) LETRA B 1) Conversão de unidades (de Km2 para m2) 1 Km2 ---> (103m)2 ---> 106 m2 1 km2 -------------- 1 x 106 m2 10 Km2 -------------- x x = 10 x 10 6 m2 O aumento de área de ocorrência das algas corresponde a 10 x 10 6 m2. 2) Calculando a massa de fitoplâncton (C6H12O6) em 10 x 106 m2: 1 m2 ----------- 100g 10 x 10 6 m2 ----------- X X = 1,0 x 10 9 g 3) Estequiometria da reação: 6 CO2 ------------> 1 C6H12O6 São necessários 6 mols de CO2 para formar 1 mol de C6H12O6. Essas quantidades devem ser multiplicadas pela massa molar (M) de cada uma das substâncias para podermos saber quantos gramas de CO2 são consumidos e quantos gramas de C6H12O6 são formados: Massa de CO2: 6 mol x 44g/mol => 264g Massa de C6H12O6: m = 1 mol x 180g/mol => 180g 4) Calculando a massa de gás carbônico consumida para formar o fitoplâncton: Já sabemos que 264g de CO2 formam 180g de C6H12O6. Então, quantos gramas de CO2 são necessários para formar a quantidade de fitoplâncton calculada na etapa 2? 264g ------------- 180g x ------------- 1,0 x 10 9 g X = 1,47 x 10 9 g Por último, transformamos a massa (x) de gramas para quilogramas dividindo o valor encontrado por 1000: 1,47 x 10 6 Kg 5) LETRA B 6) LETRA C a) (F) O aluno pode ter achado que 1% m/v era equivalente a 1 mol por 100 mL. Assim, ele calculou o “número de mols” presente em 2 gotas, encontrando 1 . 10−3 mols. Para descobrir a massa de prata, ele multiplicou esse valor pela massa molar da prata, obtendo 108 . 1 . 10−3 = 0,108. Logo, ele achou que esse valor já estaria em mg e concluiu, equivocadamente, que a massa de prata foi mais próxima de 0,1 mg. b) (F) Achando que a concentração 1% m/v se referia a 1 mol dissolvido em 100 mL, o aluno calculou o “número de mols” presente em 2 gotas, mas, no momento de calcular a massa, ele se confundiu e usou a massa molar do nitrato de prata, encontrando 170 . 1 . 10−3 = 0,170. O valor mais próximo desse era 0,2 mg. c) (V) Para calcular a massa de prata inserida nos dois olhos de uma única criança, é preciso descobrir o volume da solução de AgNO3 1% que foi utilizada. Como foi aplicada apenas uma gota em cada olho, o volume da solução foi igual a 2 ⋅ 0,05 mL = 0,1 mL. Dessa forma, é possível calcular a massa de nitrato de prata contida nesse volume: Com base na massa de nitrato de prata inserida, é possível calcular a massa de prata inserida nos olhos dessa criança, pois 1 mol de AgNO3 possui 1 mol de Ag. Logo: Assim, a quantidade de prata adicionada nos olhos da criança foi mais próxima de 0,6 mg. d) (F) O aluno pode ter calculado corretamente a massa de nitrato de prata adicionada nos dois olhos da criança, mas pode ter se confundido e considerado que esse valor era igual ao da massa de prata. Assim, o valor encontrado por ele foi de 1,0 mg de Ag. e) (F) O aluno pode ter seguido o raciocínio corretamente, mas, no momento de calcular a massa de prata, ele se confundiu e multiplicou a massa de nitrato de prata contida em duas gotas pela massa molar de AgNO3,obtendo 170 . 1 . 10−3 = 170 ⋅ 10−3. Depois disso, ele pode ter pegado esse valor e dividido pela massa molar da prata (108). Dessa forma, o valor encontrado por ele foi 1,57, sendo 1,6 mg de Ag o valor mais próximo desse. 7) LETRA D 2 2 4 HB HB 4 O HB(O ) M + ⎯⎯→ 14 22,4 L mol 1 g − 4 1 HB 4 4 1 5 1 HB 5 HB 2,24 10 L 1g 4 22,4 L mol M 2,24 10 L M 40 10 g mol 4 10 g mol M 4 10 g mol − − − − − = = = = 8) LETRA A 1 L 2 4 3900 g de A (SO ) 20 L 2 4 3 2 4 3 2 4 3 A (SO ) A (SO ) A (SO ) 1 2 4 3 4 2 4 3 4 2 4 3 m m 18.000 g m 18.000 g n 52,63 mol M 342 g mol V 60.000 L 20 L 60.020 L n 52,63 mol [A (SO ) ] V 60.020 L [A (SO ) ] 8,768 10 mol L [A (SO ) ] 8,8 10 mol L − − − = = = = + = = = 9) LETRA E O azeite é constituído de 80% de ácido oleico. Então, 31 gramas de azeite apresentam 24,8 g (0,80 . 31 g) de ácido oleico. Sendo assim, a quantidade de energia liberada a partir da oxidação de 24,8 g de ácido oleico pode ser calculada da seguinte forma: 282 g de ácido oleico (1 mol) –––– 2 750 kcal 24,8 g de ácido oleico –––– x x ≅ 241,8 kcal Em seguida, determina-se o quociente entre a quantidade de energia liberada e o tempo de 60 minutos, a fim de calcular o gasto calórico, em kcal.min–1 Gasto calórico = 241,8 kcal \ 60 min = 4,03 Kcal . min-1 Portanto, utilizando apenas a energia liberada pela oxidação do ácido oleico presente no azeite, a caminhada é o único esporte que poderá ser praticado durante uma hora, o que torna correta a alternativa E. 10) LETRA C
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