P4_02_12_06

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P4 - PROVA DE QUÍMICA GERAL - 02/12/06 
 
Nome: 
Nº de Matrícula: GABARITO Turma: 
Assinatura: 
Questão Valor Grau Revisão 
1a 2,5 
2a 2,5 
3a 2,5 
4a 2,5 
Total 10,0 
Constantes e equações: 
R = 0,082 atm L mol-1 K-1 = 8,314 J mol-1 K-1 
�G = �Go + RT lnQ 
�Go = �Ho - T�So
��
�
�
��
�
�
�
°
=
211
2
T
1
T
1
R
#$
K
Kln 
Kp = Kc(RT)�n
PV = nRT 
1ª Questão 
 
Os hidróxidos dos metais alcalinos são, em geral, muito solúveis em água, um 
exemplo é o hidróxido de sódio, NaOH. Por outro lado, os hidróxidos de metais de 
transição são praticamente insolúveis em água, como é o caso do hidróxido de 
chumbo, Pb(OH)2.
Reação I 2NaOH(aq) + Pb(NO3)2(aq) � 2NaNO3 (aq) + Pb(OH)2(s) 
 
a) Calcule a massa de Pb(OH)2 produzida pela mistura de 100 mL de NaOH 
1,00 mol L-1 com 20,0 mL de Pb(NO3)2 2,00 mol L-1 (reação I), sabendo que o 
rendimento da reação é de 90 %. 
 
b) Calcule a concentração molar de uma solução aquosa de NaOH cuja densidade 
é 1,11 g mL-1 e possui 10,0 % de NaOH em massa. 
 
c) Calcule o pH da solução obtida quando 100 mL de solução aquosa 1,00 mol L-1 
de NaOH são misturados com 100 mL de uma solução aquosa de HCl de 
concentração molar desconhecida (reação II). Sabe-se que a variação de entalpia 
medida nessas condições é de –17,2 kJ. Considere que �H não varia em função 
da temperatura. 
 
Reação II NaOH(aq) + HCl(aq) � NaCl(aq) + H2O(l) �H0 = -574 kJ mol-1 
 
Resolução:
a) nNaOH = 0,100 L x 1,00 mol L-1 = 0,100 mol 
 
nPb(NO3)2 = 0,020 L x 2,00 mol L-1 = 0,040 mol 
 
Como a estequiometria de reação é de 2 mol de NaOH para 1 mol de Pb)(NO3)2,
este último é o reagente limitante e geraria 0,04 mol de Pb(OH)2 se a reação fosse 
completa. 
 
Como a reação tem rendimento de 90%, tem-se 0,9 x 0,040 = 0,036 mol 
 Em termos de massa, teria-se: n Pb(OH)2 = m Pb(OH)2 x MM Pb(OH)2 = 0,036 mol x 241 
g mol-1 = 8,67 g. 
b) Considerando 100 mL de solução, a massa seria de 11 g de onde apenas 10% 
(ou 11,1 g) seria NaOH, logo: 
 
M = mNaOH/(MMNaOH x V) = 11,1 g / (40 g mol-1 x 0,1 L) = 2,78 mol L-1.
c) No início, antes da reação tem-se que nNaOH = 0,100 mol. 
Como o calor de reação foi de 17,2 kJ, podemos calcular o nNaOH reagidos: 
 
1 mol de NaOH reagidos ------- - 574 kJ 
x mol ------- - 17,2 kJ 
 
Logo: x = 0,030 mol de NaOH reagidos. 
 
Assim, o nNaOH restante será 0,100 – 0,030 = 0,070 mol de NaOH. 
No entanto a adição de 100 mL de solução de HCl em 100 mL de solução de 
NaOH implica na duplicação do volume da solução (200 mL) 
Assim a molaridade da solução será: 
 
M = nNaOH/V = 0,070/0,2 = 0,35 mol L-1 
Como NaOH é base forte, tem-se que pOH = - log(0,35) = 0,46 
Logo o pH = 14 – 0,46 = 13,54.
2a Questão 
 
Na reação de sulfato de sódio, Na2SO4, com o gás hidrogênio, H2, e outras 
substâncias, é produzido gás sulfídrico, H2S, que é altamente tóxico. Essa é uma 
reação complexa que ocorre pela ação de bactérias redutoras, onde 1,0 mol de 
Na2SO4 gera 1,0 mol de H2S. 
 
a) Calcule a pressão de H2S, a 30oC, em um tanque de 1000 L quando se utiliza 
uma concentração inicial de 2,0 g L-1 de Na2SO4. Considere que os reagentes 
foram totalmente consumidos e que H2S é o único gás presente nestas condições. 
 
b) Supondo que o mesmo tanque, agora a 45oC, contenha uma mistura de H2(g) e 
H2S(g), calcule a fração molar e a pressão parcial de cada gás na mistura 
sabendo que a pressão total do sistema é de 20 atm e que a massa de H2S é de 
278 g. 
 
Resolução: 
1 mol Na2SO4 � 1 mol H2S
3432(1x2)S)(HMMK)(303 C30T
142(4x16)32(23x2))SO(Na MM?Pa)
2
42SH2
=+=°=
=++==
V = 1000L 
[Na2SO4] = 2 g L-1 
2 g SO4- 

 1 L 2000 g 

 x mol = 14,08 
2000 g �
 1000 L 142 g 

 1 mol 
Como a reação é 1 Na2SO4: 1 H2S
Temos 14,08 mol H2S
atm 0,350==
=
1000
0,082.303 14,08P
RTnPV
SH2
.
b) V= 1000 L H2(g) + H2S(g) 
T = 45 °C (318 K) P = atm 20PP SHH 22 =+
ji
i
i
H2S
nn
nx
278gm
+
=
=
0,01x1ou
818758,93
8,18x
0,99
8,18758,93
758,93x
758,93
318 x0,082
1000 x19,79
RT
PVn
19,79atm0,2120P
atm 0,21
1000
318 x0,082 x8,18
V
RT .n
P8,18
34
278n
22
2
2
2
2
22
HSH
H
H
H
H
SHSH
=�=
+
=
=
+
=
===
=�=
===�==
0,99x
0,01x
at m19,79P
0,21at mP
2
2
2
2
H
SH
H
SH
=
=
=
=
	�
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