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QUESTÕES EXTRAS – CÁLCULOS QUÍMICOS 1) (Uerj 2018) A técnica de datação radiológica por carbono-14 permite estimar a idade de um corpo, como o de Lucy, que apresentava 121,2 10 átomos de carbono-14 quando viva. Essa quantidade, em mols, corresponde a: a) 122,0 10− b) 112,0 10− c) 115,0 10− d) 125,0 10− 2) (Mackenzie 2014) O 1-metilciclopenteno 6 10(C H ) é um produto bloqueador da ação do etileno e tem sido utilizado com sucesso em flores, hortaliças e frutos, retardando o amadurecimento desses vegetais, aumentando, por isso, a sua vida útil. Considerando que sejam utilizados 8,2 kg de 1-metilciclopenteno para atrasar o amadurecimento de algumas frutas, é correto afirmar que se gastou: Dados: massas molares 1(g mol )− H 1= e C 12.= a) 1 6 101,0 10 mol de C H − b) 6 101,0 mol de C H c) 1 6 101,0 10 mol de C H d) 2 6 101,0 10 mol de C H e) 3 6 101,0 10 mol de C H 3) (UFU) A cafeína, C8H10N4O2, é um estimulante encontrado no chá e no café. Altas doses de cafeína excitam, demasiadamente, o sistema nervoso central, podendo ser letal. Para o homem, a dose letal é, em média, 10 gramas. Dado: Número de Avogrado = 6,021023 partículas/mol. Nesse caso, o número de átomos de nitrogênio presente na dose letal desse composto é a) 0,311023 b) 1,241023 c) 1,2410–23 d) 1,24 e) 12,4 4) (ALFENAS-MG) Hematita (trióxido de diferro) e siderita (FeCO3) são minérios importantes a partir das quais se obtém ferro metálico. Partindo-se de 500 g de uma mistura de hematita e siderita, na proporção em massa de 1:4, respectivamente, qual a quantidade máxima de ferro que seria possível obter? Considere que esta mistura esteja seca e que não haja impurezas. a) 263 g b) 400g c) 193g d) 70 g e) 228 g Massas molares (g/mol): Fe = 56; O = 16; C = 12 5) (UNESP) A ductilidade é a propriedade de um material deformar-se, comprimir-se ou estirar-se sem se romper. A prata é um metal que apresenta excelente ductilidade e a maior condutividade elétrica dentre todos os elementos químicos. Um fio de prata possui 10 m de comprimento (l) e área de secção transversal (A) de 7 22,0 10 m− . Considerando a densidade da prata igual a 310,5 g/cm , a massa molar igual a 108 g/mol e a constante de Avogadro igual a 23 16,0 10 mol− , o número aproximado de átomos de prata nesse fio será a) 221,2 10 b) 231,2 10 c) 201,2 10 d) 171,2 10 e) 236,0 10 6) (SIMULADO-ENEM) Metas para ingestão de potássio e sal estão fora de compasso, diz estudo. As diretrizes da Organização Mundial da Saúde (OMS) para consumo de sódio e potássio estão fora de compasso, indica um estudo realizado em quatro países. Isso ocorre porque a tendência geral das dietas modernas é consumir sal demais e potássio de menos. O nível recomendado de consumo diário de potássio é de 3510 mg, equivalente a seis batatas ou nove xícaras de leite. Notícia adaptada, acesso em 28 de janeiro de 2018, disponível em http://g1.globo.com/bemestar/ noticia/2015/09/metas-para- ingestao-de-potassio-e-sal-estao-fora-de-compasso-diz- Estudo.html Uma pessoa, desatenta às recomendações para o consumo de potássio, consome em um dia 4 batatas e 5 xícaras de leite, e que todo o potássio consumido no dia advém desses alimentos. Quantos átomos de potássio foram consumidos nesse dia? Considere a massa molar do potássio = 39 g/mol e o número de Avogadro = 6 · 1023. A) 6,6 · 1022 átomos B) 6,9 · 1022 átomos C) 8,4 · 1022 átomos D) 9 · 1022 átomos E) 1,08 · 1023 átomos 7) (FMJ) Suplementos alimentares, muito utilizados atualmente, podem trazer grandes benefícios à saúde, mas se utilizados sem limites e sem a orientação de um especialista, podem ser prejudiciais. “Ferro” é o nome de um suplemento mineral comercializado em frascos de 50 cápsulas com 14 mg e ferro cada. Dada a constante de Avogadro 6,0 1023 mol–1, quantidade total de átomos de ferro, massa molar 56 g/mol, presente nas cápsulas de um frasco do suplemento alimentar “Ferro” é igual a: Dado: Fe =56 a) 7,5 1024. b) 7,5 1021. c) 2,4 1024. d) 1,5 1023. e) 1,5 1020. http://g1.globo.com/bemestar/ 8) (UERJ) Algumas doenças infecciosas, como a dengue, são causadas por um arbovírus da família Flaviridae. São conhecidos quatro tipos de vírus da dengue, denominados DEN 1, DEN 2, DEN 3 e DEN 4; os três primeiros já produziram epidemias no Brasil. A doença, transmitida ao homem pela picada da fêmea infectada do mosquito Aedes aegypti, não tem tratamento específico, mas os medicamentos frequentemente usados contra febre e dor devem ser prescritos com cautela. Na tabela a seguir são apresentadas informações sobre dois medicamentos: Medicamento Fórmula estrutural Massa molar (g.mol- 1) paracetamol 151 ácido acetilsalicílico 180 O número de átomos existente em uma amostra de 1 g de ácido acetilsalicílico é igual a: a) 3,3 × 1021 b) 7,0 × 1022 c) 6,0 × 1023 d) 1,3 × 1025 9 (Ufrgs 2017) A massa atômica de alguns elementos da tabela periódica pode ser expressa por números fracionários, como, por exemplo, o elemento estrôncio cuja massa atômica é de 87,621, o que se deve a) à massa dos elétrons. b) ao tamanho irregular dos nêutrons. c) à presença de isótopos com diferentes números de nêutrons. d) à presença de isóbaros com diferentes números de prótons. e) à grande quantidade de isótonos do estrôncio. 10) (Ufrgs 2016) O sal rosa do Himalaia é um sal rochoso muito apreciado em gastronomia, sendo obtido diretamente de uma reserva natural aos pés da cordilheira. Apresenta baixo teor de sódio e é muito rico em sais minerais, alguns dos quais lhe conferem a cor característica. Considere uma amostra de 100g de sal rosa que contenha em sua composição, além de sódio e outros minerais, os seguintes elementos nas quantidades especificadas: Magnésio= 36mg Potássio= 39mg Cálcio= 48mg Os elementos, colocados na ordem crescente de número de mols presentes na amostra, são a) K, Ca, Mg. b) K, Mg, Ca. c) Mg, K, Ca. d) Ca, Mg, K. e) Ca, K, Mg. 11) A quantidade de átomos de carbono contida em 80 gramas de gás propano (C3H8) e a massa, em grama, de 1 (uma) molécula de C3H8 são, aproximadamente, (Dados: Massa atômica do Carbono = 12u, hidrogênio = 1u e a constante de Avogadro 236 10 )= a) 24 233,87 10 e 7,33 10 .− b) 24 233,27 10 e 7,33 10 .− − c) 24 231,09 10 e 7,33 10 .− d) 24 231,09 10 e 7,33 10 . e) 24 233,27 10 e 7,33 10 .− 12) O químico é um profissional detalhista, característica necessária para quem trabalha com átomos e moléculas. Esse profissional precisa, com frequência, saber as quantidades exatas das substâncias com as quais trabalha, isso é, precisa determinar quantas entidades químicas (átomos, moléculas, íons etc.) existem em certa porção de material. Nessa perspectiva, um químico preparou uma solução de hidróxido de sódio, (aq)NaOH , 4% (m/v) em um volume de 100 mL de solução. Com o interesse na quantidade de fórmulas unitárias de NaOH presentes nessa solução, realizou cálculos utilizando a constante de Avogadro: 23 16,022 10 mol .− Assinale a alternativa que apresenta a opção correta para o valor encontrado. a) 236,022 10 . b) 2212,044 10 . c) 233,011 10 . d) 2360,22 10 . e) 226,022 10 . 13) (Puccamp 2016) No ateliê de um ourives, as joias são feitas de ouro 18 quilates, que consiste em uma liga contendo 75 % de ouro + 25 % de outros metais. Assim, uma aliança com 3,0 g dessa liga contém uma quantidade de ouro, em mol, de, aproximadamente, Dado: Massa molar (g mol) : Au 197= a) 0,01.b) 0,02. c) 0,03. d) 0,04. e) 0,05. 14) (UNIFOR) Ao tomar um cafezinho, é comum a adição de açúcar (C12H22O11). Suponha que para adoçar uma xícara de café foram colocadas 2 colheres de açúcar contendo, por colher, 3,5g. A quantidade em mol de açúcar nesse cafezinho é, aproximadamente, a) 1 x 10-2 b) 2 x10-2 c) 3 x 10-2 d) 4 x 10-2 e) 5 x 10-2 Dado: C = 12; H = 1; O = 16 15) (UFV-MG) Abaixo estão representados um cubo do metal alumínio e um cubo do metal ouro, ambos com um volume de 1,0 cm3. Au Al A 25 oC, a densidade do alumínio é 2,7 g/cm3 e a do ouro é 18,9 g/cm3. De acordo com estas informações e as massas atômicas encontradas na tabela periódica, pode-se afirmar que: a) no cubo de ouro existem aproximadamente 1,9 x 1023 átomos. b) no cubo de alumínio existem aproximadamente 2,7 x 1023 átomos. c) o número de átomos é aproximadamente o mesmo nos dois cubos. d) no cubo de ouro existem aproximadamente 7 vezes mais átomos do que no cubo de alumínio. e) no cubo de alumínio existem aproximadamente 7 vezes mais átomos do que no cubo de ouro. Dado: Au = 197; Al = 27 16) (UFMS) Contribuindo para o aumento dos índices de poluição atmosférica, os motores do ciclo diesel lançam no ar que respiramos diversos gases tóxicos, entre eles o dióxido de enxofre e o monóxido de carbono. A análise de uma amostra dos gases emitidos por um motor a diesel mostrou que ela continha 0,5 mols de dióxido de enxofre e 3,0 1023 moléculas de monóxido de carbono. A massa total, em gramas, referente aos gases citados é igual a (Dados: Massas atômicas em g/mol: C = 12; O = 16; S = 32) a) 12,8. b) 14,4. c) 24,4. d) 40,4. e) 46,0. 17) Penta-grafeno | Descoberta nova variante de carbono Você já deve ter ouvido falar de grafeno, um material descoberto em 2003 que revolucionou a indústria de materiais em muitas áreas. Uma equipe internacional acaba de descobrir uma variante estrutural do grafeno, batizada por eles de penta- grafeno, ele é um milhão de vezes mais fino do que uma folha de papel, e muito leve. Uma folha de um metro quadrado pesa apenas 0,77 gramas. Promete revolucionar indústrias, materiais de construção, roupas, óculos, e outros campos. Aplicações do penta-grafeno “Uma vez que fabricado, ele abrirá um ramo totalmente novo para a ciência do carbono. Já que o carbono bidimensional feito completamente de pentágonos era totalmente desconhecido até agora” comentou Shunhong Zhang, dono da síntese do penta- grafeno. A resistência mecânica do material pode deter aplicações especialmente interessantes no ramo da eletrônica, biomedicina, nanotecnologia e muito mais”, afirmam os pesquisadores. Um material utilizará de 10 folhas de 1m2 para sua produção, sendo assim, a quantidade de átomos de carbono presente é aproximadamente igual a: Dado: C = 12g/mol N.A.= 6 . 1023 A) 4,20.1023 B) 3,85.1023 C) 2,50.1023 D) 1,20.1022 E) 1,00.1022 COMENTÁRIOS: 1) LETRA A 2) LETRA D 3) LETRA B Massa molar da cafeína (C8H10N4O2) : CARB HIDRO NITROG. OXIG MM = (12 . 8) + (1 . 10) + (14 . 4) + (16 . 2) = 194 g/mol Verificamos que para cada 194g de cafeína, encontramos 56g de nitrogênio. Podemos calcular através de uma regra de três a quantidade de nitrogênio em 10g de cafeína. 194 g --------- 56 g de nitrogênio 10 g --------- X X = 2,89 g Para calcularmos o número de átomos correspondente a esta massa, observamos que o nitrogênio possui uma massa molar de 14g e este valor corresponde ao valor de 6.10²³ átomos. Portanto, faremos uma regra de três para descobrir a quantidade de átomos em 2,89g de nitrogênio. 14g ------------ 6,02x1023 2,89g ----------- Y Y = 1,24x1023 4) LETRA A 500 g na proporção 1:4 significa 100g hematita e 400 g de siderita 100 g de hematita (Fe2O3) 400 g de siderita (FeCO3) Calculando a massa molar da hematita, temos: Fe2O3 Fe: 2 x 56 = 112 O: 3 x 18 = 48 Total = 160 Então, concluímos que para cada 160g de hematita, temos 112g de ferro. Como a massa de hematita na mistura é 100g , podemos calcular a quantidade de ferro nesta amostra através de uma regra de rês: 160 g ---------- 112 g ferro 100 g ---------- x x = 70 g de ferro na hematita Calculando a massa molar da siderita, temos: FeCO3 Fe: 1 x 56 = 56 C: 1 x 12 = 12 O: 3 x 16 = 48 Total = 116 g Então, concluímos que para cada 116g de siderita, temos 56g de ferro. Como a massa de siderita na mistura é 400g, podemos calcular a quantidade de ferro nesta amostra através de uma regra de três: 116 g ---------- 56 g ferro 400 g ---------- y Y = 193,10 g Portanto, juntando as duas amostras teremos: 193,10 + 70 = 263,10 g 1mol 236,0 10 átomos de carbono n 12 12 11 23 12 1,2 10 átomos de carbono 1mol 1,2 10 n 0,2 10 mol 6,0 10 n 2,0 10 mol − − = = = 6 10 6 10 C H 82 u C H 82 g/mol 1mol = = 6 10C H 82 g n 6 10 3 2 C H 8,2 10 g n 1,0 10 mols = 5) LETRA B 6) LETRA A O nível recomendado de consumo diário de potássio é de 3510 mg, equivalente a seis batatas ou nove xícaras de leite. Então: 6 batatas ------ 3510 mg de potássio 4 batatas ------ x X = 2340 mg de potássio Então: 9 xícaras de leite ------- 3510 mg de potássio 5 xícaras de leite ------- y Y = 1950 mg de potássio Total de potássio (x+y): 4290 mg de potássio ou 4,29g de potássio Analisando a massa molar do potássio: K = 39g\mol 39 g ------ 1mol ou 39g – 6.10²³ átomos Então: 39g – 6.10²³ átomos 4,29g - z Z = 0,66 . 10²³ ou 6,6 . 10²² 7) LETRA B A massa total de ferro no suplemento em gramas é: 50 CÁPSULAS DE 14 mg CADA = 50 X 14mg = 700mg = 0,7g A massa molar do ferro é 56 g/mol, o que significa que 6 x 1023 átomos de ferro 'pesam' 56g. Assim em 0,7 g há "n" átomos de ferro: 6x1023 átomos ----------- 56 g N ----------- 0,70 g n = 7,5 x 1021 átomos de ferro 8) LETRA B Obs: A fórmula molecular do ácido acetilsalicílico (C9H8O4) é deduzida a partir da fórmula estrutural apresentada na questão. 1 mol de ácido acetilsalicílico (C9H8O4) = 180 gramas\mol 180 g ----- 6.1023 moléculas 1g ---------- x x = 3,3.1021 moléculas Como cada molécula do ácido contém 21 átomos (9 de carbono + 8 de hidrogênio + 4 de oxigênio), então, o total de átomos é: 3,3.1021 moléculas x 21 átomos por molécula = 7.1022 átomos. 9) LETRA A 10) LETRA A Cálculo do número de mols de elementos presentes na amostra: 3 1 3 1 3 1 K Ca Mg m 36 10 g Magnésio (Mg) : n 1,5 mol M 24 g.mol m 39 10 g Potássio (K) : n 1,0 mol M 39 g.mol m 48 10 g Cálcio (Ca) : n 1,2 mol M 40 g.mol 1,0 mol 1,2 mol 1,5 mol − − − − − − = = = = = = = = = 11) LETRA E Teremos: 3 8C H 44 (propano) 44 g = 233 6 10 átomos de carbono 80 g 23 24 n n 32,72 10 átomos de carbono n 3,27 10 átomos de carbono = = 3 8C H 44 (propano) 44 g = 236 10 moléculas de propano m 23 1molécula de propano m 7,33 10 g−= 12) LETRA E 4 % (m/v) significa 4 g de NaOH em 100 mL de solução. Então, 40 g (NaOH) 236,022 10 (1mol) 4 g (NaOH) 22 x x 6,022 10= 13) LETRA A 14) LETRA B De acordo com os dados da questão, temos que a sacarose (C12H22O11) possui uma massa molar de 342g\mol e que foram colocados 7g (2 colheres de 3,5g) de açúcar para adoçar o café. Então: 342g ______ 1 mol 7 g ______ x x= 0,02 mol ou x= 2 x 10-2 mol 15) LETRA C Adensidade do alumínio é 2,7g\cm³, verificamos que o volume de 1cm³ possui uma massa de 2,7g. A densidade do ouro é 18,9g\cm³, verificamos que o volume de 1cm³ possui uma massa de 18,9g. Vamos transformar as massas correspondentes a 1cm³ em mol para encontrar a resposta: Alumínio = 27 u = 27g\mol 1 mol Al ----- 27g x ----- 2,7g x = 0,1mol Ouro = 197u = 197g\mol 1 mol Au ---- 197g Y ---- 18,9g Y =0,095mol Portanto, estes valores são aproximadamente iguais e tornam a letra C correta. Observação: Se o objetivo for calcular o número de unidades (átomos), basta multiplicar o número de mol pela constante de Avogadro (6,02.1023). 16) LETRA E A massa molar do dióxido de enxofre (SO2) é: MM(SO2) = 1S + 2O MM(SO2) = 32 + 2 x 16 MM(SO2) = 64 g/mol Portanto, a massa de 0,5 mol de SO2 é: 1MOL --- 64g 0,5 MOL --- M m = 32 g A massa molar do monóxido de carbono é: MM(CO) = 1C + 1O MM(CO) = 12 + 16 MM(CO) = 28 g/mol Ou seja, 6 x 1023 moléculas de CO (1 mol) tem 28g. Assim, 3 x 1023 terão: 28 g CO ------- 6 x 1023 m' ---------------- 3 x 1023 m' = 14 g Portanto, a massa total dos gases é de: m(total) = 32 + 14 m(total) = 46 g 17) LETRA B Segundo a questão, “uma folha de um metro quadrado pesa 0,77gramas”. Como um material utilizará 10 folhas de 1m² (equivalente a 10m²), temos: 1m2 -------------- 0,77g de carbono 10m2 ------------- x X = 7,7g de carbono Sabemos que: 1mol de átomos C ---- 12g ------ 6 . 10²³ 7,7g ------ y y = 3,85 . 102
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