Prévia do material em texto
Prof. WANDERBY Cálculo Estequiométrico O cálculo estequiométrico é o cálculo das quantidades exatas, envolvendo reagentes e/ou produtos em uma equação química perfeitamente balanceada. Os cálculos estequiométricos se realizam de maneira que expressem tanto as quantidades conhecidas como as desconhecidas, em termo de mols e depois, se necessário, se convertem em outras unidades. A Lei de Lavoisier "Desde que uma reação química seja realizada num sistema fechado, não se observa variação de massa no processo”. Em outras palavras, a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos. Além da lei de Lavoisier, merece atenção especial a Lei de Proust. "As substâncias reagem em proporções fixas e definidas". Ou seja, “Um composto químico é sempre formado pelos mesmos elementos químicos combinados sempre na mesma proporção em massa.” As duas leis respondem basicamente por todo o cálculo estequiométrico. Outra lei bastante importante para o estudo dos cálculos estequiométricos Lei de Avogadro: "O volume ocupado por um gás, sob pressão e temperatura constantes, é diretamente proporcional ao seu nº de moléculas”. Para efetuarmos o cálculo estequiométrico devemos seguir algumas REGRAS PRÁTICAS: a) conhecer a equação representativa da reação química; b) ajustar os coeficientes da equação; c) os coeficientes indicam a relação em número de moles que pode ser convertida em relação ao número de moléculas, em massa, em volume (proporção estequiométrica); d) estabelecer uma regra de três envolvendo os dados do problema [OB – se o aluno fizer a regra de três em baixo das substancias mencionadas na questão, dificilmente ele terá dificuldades na interpretação e na resolução das questões]. 1. (Enem PPL 2018) Objetos de prata sofrem escurecimento devido à sua reação com enxofre. Estes materiais recuperam seu brilho característico quando envoltos por papel alumínio e mergulhados em um recipiente contendo água quente e sal de cozinha. A reação não balanceada que ocorre é: 𝐴𝑔2𝑆(𝑠) + 𝐴ℓ(𝑠) → 𝐴ℓ2𝑆3(𝑠) + 𝐴𝑔(𝑠) Dados da massa molar dos elementos (𝑔 𝑚𝑜𝑙−1): 𝐴𝑔 = 108; 𝑆 = 32. Utilizando o processo descrito, a massa de prata metálica que será regenerada na superfície de um objeto que contém 2,48 𝑔 de 𝐴𝑔2𝑆 é a) 0,54 𝑔. b) 1,08 𝑔. c) 1,91 𝑔. d) 2,16 𝑔. e) 3,82 𝑔. 2. (F. Dom Bosco-DF) Dada a equação química não- balanceada: Na2CO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O A massa de carbonato de sódio que reage completamente com 0,25 mol de ácido clorídrico é: Dado: Na2CO3 = 106 g/mol. a) 6,62g. b) 25,5g. c) 13,25g. d) 10,37g. e) 20,75g 3. O mármore (CaCO3) reage com o ácido sulfúrico formando o gesso (CaSO4), de acordo com a equação balanceada: H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + H2O + CO2 A massa de gesso formada pela reação de 25g de mármore com H2SO4 suficiente será: Dados: CaCO3 = 100 u; CaSO4 = 136 u a) 5g. b) 17g. c) 34g. d) 68g. e) 100g. 4. O alumínio é obtido pela eletrólise da bauxita (Al2O3). Nessa eletrólise, ocorre a formação de oxigênio que reage com os eletrodos de carbono utilizados no processo. A equação que representa o processo global é: 2 Al2O3 + 3 C→ 3 CO2 + 4 Al A massa de Al2O3 consumida na obtenção de 54g de alumínio será, aproximadamente, igual a: a) 25,5g. b) 51,0g. c) 76,5g. d) 102,0g. e) 204,0g. 5. (PUC MG) Uma carreta carregada de ácido nítrico provocou um congestionamento de pelo menos 15 quilômetros, na BR 381, que liga Belo Horizonte a São Paulo. Desgovernada, bateu na mureta e capotou contaminando a pista da BR com o ácido. Os bombeiros, chamados ao local, agiram rapidamente, adicionando na pista cal para neutralizar o ácido, evitando a contaminação do local. A massa de ácido nítrico neutralizada, em kg, sabendo que foram consumidos112 kg de cal, é igual a: HNO3 + CaO → Ca(NO3)2 + H2O a) 63 b) 126 c) 252 d) 504 6. (PUC MG) A combustão do gás amoníaco (NH3) é representada pela seguinte equação: 2NH3(g) + 3/2 O2(g) → N2(g) + 3H2O(l) A massa de água, em gramas, obtida a partir de 89,6 L de gás amoníaco, nas CNTP, é igual a: a) 216 b) 108 c) 72 d) 36 e) 18 7. O ácido acetilsalicílico (C9H8O4), comumente chamado de aspirina, é muito usado pelos alunos, após uma prova de química, física ou matemática, disciplinas que requerem muitos cálculos e atenção. A massa de ácido acetilsalicílico (C7H6O3) que deve reagir com anidrido acético, para se obter três comprimidos de aspirina, cada um com 0,6g, admitindo que o ácido salicílico é 92% puro, é: C7H6O3 + C4H6O3→C9H8O4 + C2H4O2 a) 1,50g. b) 1,92g. c) 1,65g. d) 1,38g. e) 2,25g. 8. “O químico francês Antoine Laurent de Lavoisier ficaria surpreso se conhecesse o município de Resende, a 160 km do Rio. É lá, às margens da Via Dutra, que moradores, empresários e o poder público seguem à risca a máxima do cientista que revolucionou o século XVIII ao provar que, na natureza, tudo se transforma. Graças a uma campanha que já reúne boa parte da população, Resende é forte concorrente ao título de capital nacional da reciclagem. Ao mesmo tempo em que diminui a quantidade de lixo jogado no aterro sanitário, a comunidade faz virar sucata objeto de consumo. Nada se perde.” Assim, com base na equação: 2 Al2O3 (s) →4 Al (s) + 3 O2 (g) e supondo-se um rendimento de 100% no processo, a massa de alumínio que pode ser obtida na reciclagem de 255 kg de sucata contendo 80% de Al2O3 em massa é: a) 540 kg. b) 270 kg. c) 135 kg. d) 108 kg. e) 96 kg. 9. (UECE) Em seu livro Moléculas em Exposição, John Emsley refere-se ao cloreto de sódio afirmando que cada célula do corpo humano necessita de um pouco de sódio, e o sangue e os músculos precisam de grandes quantidades. Além dessa presença no organismo humano, o sal de cozinha também serve para preparar inúmeras substâncias, dentre as quais se encontram o cloro gasoso, o sódio, o hidróxido de sódio e o carbonato de sódio. O carbonato de sódio, utilizado na fabricação de vidros, na síntese de compostos inorgânicos e em detergentes, pode ser obtido pelas seguintes reações: NaCl + NH3 + CO2 + H2O NaHCO3 + NH4Cl e 2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O Sendo assim, é correto dizer que a massa de carbonato de sódio produzida a partir de 23,4 g de cloreto de sódio é a) 17,34 g. b) 23,43 g. c) 21,20 g. d) 18,20 g. 10. (Enem 2015) Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (𝑍𝑛𝑆), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas: 2 𝑍𝑛𝑆 + 3 𝑂2 → 2 𝑍𝑛𝑂 + 2 𝑆𝑂2 𝑍𝑛𝑂 + 𝐶𝑂 → 𝑍𝑛 + 𝐶𝑂2 Considere as massas molares: 𝑍𝑛𝑆 (97 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ); 𝑂2 (32 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ); 𝑍𝑛𝑂 (81 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ); 2SO (64 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ); 𝐶𝑂 (28 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ); 𝐶𝑂2 (44 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ); e 𝑍𝑛 (65 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ). Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 𝑘𝑔 de esfalerita? a) 25 b) 33 c) 40 d) 50 e) 54 11 - (UFOP MG) Há analgésicos que apresentam como um de seus constituintes a aspirina, que pode ser sintetizada através da reação representada pela equação abaixo: 2 C7H6O3 + C4H6O3 → 2 C9H8O4 + H2O ácido anidrido aspirina salicílico acético → → Se misturarmos1,38 g de ácido salicílico com excesso de anidrido acético, a massa de aspirina obtida, em gramas, será: a) 3,60 b) 1,80 c) 3,18 d) 0,90 e) 1,38 12. (Fatec 2019) Hidrocarbonetos podem ser usados como combustível, por exemplo o gás but-1-eno. Assinale a alternativa que apresenta a fórmula molecular e a quantidade mínima, em kg, de gás oxigênio necessária para a combustão completa de 5,6 kg desse combustível. FÓRMULA MASSA (kg) a) 3 6C H 19,2 b) 4 8C H 19,2 c) 4 8C H 3,2 d) 3 6C H 3,2 e) 4 10C H 19,2 13. (Enem PPL 2015) O cobre presente nos fios elétricos e instrumentos musicais é obtido a partir da ustulação do minério calcosita 2(Cu S). Durante esse processo, ocorre o aquecimento desse sulfeto na presença de oxigênio, de forma que o cobre fique “livre” e o enxofre se combine com o 2O produzindo 2SO , conforme a equação química: 2 2 2Cu S(s) O (g) 2Cu( ) SO (g) + ⎯⎯→ + As massas molares dos elementos Cu e S são, respectivamente, iguais a 63,5 g mol e 32 g mol. Considerando que se queira obter 16 mols do metal em uma reação cujo rendimento é de 80%, a massa, em gramas, do minério necessária para obtenção do cobre é igual a a) 955. b) 1.018. c) 1.590. d) 2.035. e) 3.180. 14. (Enem 2014) Grandes fontes de emissão do gás dióxido de enxofre são as indústrias de extração de cobre e níquel, em decorrência da oxidação dos minérios sulfurados. Para evitar a liberação desses óxidos na atmosfera e a consequente formação da chuva ácida, o gás pode ser lavado, em um processo conhecido como dessulfurização, conforme mostrado na equação (1). 3(s) 2(g) 3(s) 2(g)CaCO SO CaSO CO (1)+ → + Por sua vez, o sulfito de cálcio formado pode ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para a obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa é de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas. 3(s) 2(g) 4(s)2 CaSO O 2 CaSO (2)+ → As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálcio são iguais a 12g / mol, 16g / mol, 32g / mol e 40g / mol, respectivamente. Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de a) 64. b) 108. c) 122. d) 136. e) 245. 15. (Bahiana) O paracetamol é um fármaco utilizado como analgésico e antitérmico, principalmente, por quem contrai dengue e não pode utilizar medicamentos que contenham ácido acetilsalicílico, AAS. Entretanto o consumo excessivo de paracetamol, junto ou após a ingestão de bebida alcoólica, pode provocar danos irreversíveis ao fígado. A reação de obtenção desse fármaco está representada, de maneira simplificada, pela equação química Considerando a informação do texto e a equação química que representa a obtenção do paracetamol - calcule a massa de p-aminofenol necessária para reagir com 20,0mol de anidrido acético, com um rendimento de 80%; - escreva a fórmula molecular do paracetamol.