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21 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com (Dados: Massa molar do 2-fenil-etanol = 122 g/mol. Constante de Avogadro = 6,0 x 1023 moléculas/mol.) a) 3 x 10-16. b) 3,66 x 10-8. c) 1,8 x 108. d) 1,8 x 1022. e) 6,0 x 1023. 24. (Unesp) As hemácias apresentam grande quantidade de hemoglobina, pigmento vermelho que transporta oxigênio dos pulmões para os tecidos. A hemoglobina é constituída por uma parte não protéica, conhecida como grupo heme. Num laboratório de análises foi feita a separação de 22,0mg de grupo heme de uma certa amostra de sangue, onde constatou-se a presença de 2,0mg de ferro. Se a molécula do grupo heme contiver apenas um átomo de ferro [Fe=56g/mol], qual a sua massa molar em gramas por mol? a) 154. b) 205. c) 308. d) 616. e) 1 232. 25. (Unesp) Por ocasião das comemorações oficiais dos quinhentos anos do descobrimento do Brasil, o Banco Central lançou uma série de moedas comemorativas em ouro e prata. Uma delas, cujo valor facial é de R$ 20,00, foi cunhada com 8,00 g de "ouro 900", uma liga metálica que contém 90 % em massa de ouro. Conhecendo o número de Avogadro - NA = 6,0.1023 - e sabendo que a massa molar do ouro é 197 g.mol-1, pode-se afirmar que numa dessas moedas existem a) 22,4 átomos de ouro. b) 7,2.103 átomos de ouro. c) 6,0.1023 átomos de ouro. d) 2,2.1022 átomos de ouro. e) 7,2 átomos de ouro. 26. (Ufrgs 2014) A tabela a seguir contém alguns dados sobre as substâncias ácido acetilsalicílico, paracetamol e dipirona sódica, utilizadas como fármacos analgésicos. Substâ ncia Ácido acetilsalic ílico Paraceta mol Dipirona sódica Fórmul a 9 8 4 C H O 8 9 2 C H O N C13H16O4N 3SNa Massa Molar 1(g mol ) 180 151 333 Levando em conta três amostras que contêm, cada uma, 10 g de uma dessas substâncias puras, considere as afirmações, abaixo, sobre elas. I. A amostra de paracetamol apresentará o maior número de mols de substância. II. A amostra de dipirona apresentará a maior massa de oxigênio. III. As amostras de ácido acetilsalicílico e de dipirona apresentarão o mesmo número de mols de átomos de oxigênio. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 27. (Ufv) A seguir estão representados um cubo do metal alumínio e um cubo do metal ouro, ambos com um volume de 1,0cm3. A 25°C, a densidade do alumínio é 2,7g/cm3 e a do ouro é 18,9g/cm3. De acordo com estas informações e as massas atômicas encontradas na tabela periódica, pode-se afirmar que: Dados: Al = 27 u; Au = 197 u a) o número de átomos é aproximadamente o mesmo nos dois cubos. b) no cubo de alumínio existem aproximadamente 2,7×1023 átomos. c) no cubo de ouro existem aproximadamente 1,9×1023 átomos. 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. CÁLCULOS DE FÓRMULAS Exercícios de Fixação 1. (Unicamp) Sabe-se que 1,0 mol de um composto contém 72g de carbono(C), 12 mols de átomos de hidrogênio(H) e 12x1023 átomos de oxigênio(O). 22 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com Admitindo-se o valor da constante de Avogadro como sendo 6,0x1023mol-1 e com base na Classificação Periódica dos elementos, escreva: a) A fórmula molecular do composto. b) A fórmula mínima do composto. 2. Determine a fórmula mínima de um composto que encerra 26,3% de Ca, 42,1% de S e 31,6% de O. (massas atômicas: Ca = 40; S = 32; O = 16) 3. (Uff) Por muitos anos, os aborígenes da Austrália usaram folhas de eucalipto para combater dores, em particular, a de garganta. O componente ativo dessas folhas foi identificado como EUCALIPTOL, cuja massa molar é 154,0 g. Ao se analisar uma amostra de eucaliptol com 3,16 g, encontrou-se o seguinte resultado: C=2,46g; H=0,37g; O=0,33 g. Considere essas informações e determine: a) a fórmula molecular do eucaliptol; b) a massa, em grama, de H‚O produzida na combustão completa da amostra. 4. 2,17g de um composto contêm 0,840g de Ca, 0,434g de P e 0,896g de O. Determine sua fórmula empírica. (massas atômicas: Ca = 40; P = 31; O = 16) 5. (Ufg) O Parque Nacional das Emas, localizado no extremo sudoeste do Estado de Goiás, é caracterizado pelo agrupamento de cupinzeiros, que servem como local de desenvolvimento de larvas de vaga-lumes. Pela emissão de luz, elas atraem outros insetos que lhes servem de alimento. Esse fenômeno de emissão de luz é chamado de bioluminescência e ocorre, principalmente, pela oxidação de uma substância química conhecida por luciferina, representada a seguir: Determine a fórmula molecular, a massa molecular e a composição percentual da luciferina. Dados: O = 16; H = 1; C = 12; N = 14; S = 32. 6. Determine a fórmula mínima de um composto que encerra 26,53% de K, 35,37% de Cr e 38,10% de O. (massas atômicas: K = 39; Cr = 52; O = 16) 7. (Unesp) A nicotina contém 73,5% de carbono, 8,6% de hidrogênio e 17,3% de nitrogênio. Sabe-se que este composto contém dois átomos de nitrogênio por molécula. Quais são as fórmulas empírica e molecular da nicotina. Dados: Massas atômicas: C = 12 H = 1 N = 14 8. (Unesp) Um hidrocarboneto CxHy é queimado em excesso de oxigênio, segundo a reação: CxHy + O2 (excesso) x CO2 + y/2H2O. Observou-se que, para cada 1,000g de H2O, há formação de 1,955g de CO2. Determine a fórmula empírica do hidrocarboneto. Massas atômicas: H = 1,0; C = 12; O = 16. 9. (Uece–2ª Fase) O aspartame é um adoçante bastante utilizado na substituição ao açúcar comum. Este composto é cerca de 200 vezes mais doce que a sacarose. É consumido por mais de 200 milhões de pessoas em todo o mundo e está presente em mais de 6000 produtos. Assinale a alternativa que apresenta corretamente a porcentagem aproximada de carbono em um mol deste composto e o número de hidrogênio em uma molécula deste composto, respectivamente. (A) 55,71%; 16 (B) 55,32%; 18 (C) 57,53%; 16 (D) 57,14%; 18 10. (Uece–2ª Fase) A fórmula empírica de um composto orgânico de massa 0,86g formado apenas de carbono, hidrogênio e oxigênio e que, através de uma combustão completa, produz 2,20g de gás carbônico e 0,9g de água é (A) C4H10O. (B) C5H10O. (C) C4H8O. 23 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com (D) C5H12O. 11. (Uece–2ª Fase) Uma amostra de 25,5 g de cloreto de cálcio hidratado (CaCl2 . nH2O) foi aquecida até perder toda a água de hidratação. O resíduo de cloreto de cálcio anidro tem 11,1 g de massa. Na fórmula original do sal hidratado, o valor de n é (A) 0,4. (B) 0,8. (C) 4,0. (D) 8,0. 12. (Uece–2ª Fase) “O engenheiro fez uma fogueira e nela colocou as piritas, cuja composição era carvão, sílica, alumínio e sulfeto de ferro (II). Em dez ou doze dias, o sulfeto de ferro (II) se transformaria em sulfato de ferro (II) e o alumínio em sulfato de alumínio, substância solúvel, ao contrário dos outros produtos da operação, como a sílica e o carvão.” (A Ilha Misteriosa – Júlio Verne). A partir das informações do texto e, também, de seus conhecimentos, assinale o correto. (A) O sulfato de alumínio anidro tem composição percentual aproximada de 16 partes de alumínio, 28 partes de enxofre e 56 partes de oxigênio. (B) A pirita ou ouro de tolo é um minério constituído de ferro, enxofre e alumínio. (C) Na hipótese de ocorrer a formação de sulfato de ferro a partir do sulfeto de ferro, o ferro sofreria uma reação de redução. (D) O carvão e o alumínio são substâncias simples e a sílica é uma mistura heterogênea de quartzo, mica e feldspato. 13. Uma certa massa de um composto contendo sódio, fósforo e oxigênio foi analisada, obtendo-se os seguintes resultados: 1,84g de Na, 1,24g de P, 2,24g de O. Qualé a fórmula estequiométrica desse composto? (massas atômicas: Na = 23; P = 31; O = 16) 14. Determine a fórmula de um sal hidratado que encerra 25,4% de Cu, 12,8% de S, 25,7% de O e 36,1% de H2O. (massas atômicas: Cu = 63,5; S = 32; O = 16; H = 1) 15. (Fgv) Compostos hidratados são sólidos que apresentam moléculas de água em sua estrutura e são mais comuns do que se imagina. Um exemplo disso são os tetos dos cômodos de nossas casas, que podem estar rebaixados com placas de gesso, que contêm o sulfato de cálcio diidratado, CaSO4 . 2H2O. A determinação do grau de hidratação é feita experimentalmente. No laboratório, um aluno pesou 1,023 g de um composto hidratado de coloração vermelha e aqueceu o sólido num cadinho de porcelana até desidratação completa, obtendo 0,603 g de sulfato de cobalto(II) anidro, CoSO4, que tem coloração azul. Após fazer corretamente os cálculos, o aluno descobriu que o nome do composto hidratado era a) sulfato de cobalto(II) triidratado. b) sulfato de cobalto(II) tetraidratado. c) sulfato de cobalto(II) pentaidratado. d) sulfato de cobalto(II) hexaidratado. e) sulfato de cobalto(II) heptaidratado. 16. (Uff) No combate à dor e à febre, um medicamento muito utilizado é a aspirina, cuja composição centesimal é: C=60,00%, H=4,44% e O=35,56%. Sabendo-se que em uma amostra de aspirina com 0,18 g de massa existem 6,02 × 1020 moléculas, conclui-se que a fórmula molecular desse composto é: a) C9H8O3 b) C8H4O5 c) C10H12O3 d) C9H8O4 e) C8H8O4 17. Determine a fórmula molecular de um composto de massa molar igual a 384 g/mol e que encerra 28,1% de Al, 21,9% de Si, 50,0% de O. (massas atômicas: Al = 27; Si = 28; O = 16). 18. (Unesp) Um mol do adoçante aspartame, de fórmula molecular C14H18N2O5, reage estequiometricamente com dois mols de água para formar um mol de ácido aspártico (C4H7NO4), 1 mol de metanol (CH3OH) e 1 mol de fenilalanina. Com base nestas informações, conclui-se que a fórmula molecular da fenilalanina é a) C14H18N2O5 b) C9H11NO2 c) C8H14N2O8 d) C4H7NO4 e) CH3NO 19. (Unesp) O ferro é um elemento químico usado na confecção de utensílios há séculos. Um dos problemas para sua utilização é a tendência à oxidação. Dentre os produtos de oxidação possíveis, dois óxidos - óxido 1 e óxido 2 - apresentam, respectivamente, 70,0% e 77,8% em ferro. Dadas as massas molares Fe = 56 g×mol-1 e O = 16 g×mol-1, as fórmulas mínimas para os óxidos 1 e 2 são, respectivamente: a) Fe2O3 e FeO. b) Fe2O3 e Fe3O4. c) Fe3O4 e Fe2O3. d) Fe3O4 e FeO. e) FeO e Fe2O3. 20. Em 6,76g de piridoxina (vitamina B6) existem as seguintes quantidades de átomos: C = 0,32 mol, H = 0,44 mol, N = 0,04 mol, O = 0,12 mol. Qual é a fórmula mínima dessa substância? 24 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com 21. Determine a fórmula de um sal hidratado que encerra 18,3% de Ca, 32,4% de Cl, 49,3% de H2O. Massa molar do sal hidratado = 219 g/mol. (MA: Ca = 40; CI = 35,5; O = 16; H = 1) 22. Verifica-se experimentalmente que uma substância Y contém 30,17% de C, 3,13% de H e 66,7% de Cl. Qual é a sua fórmula estequiométrica ou mínima? (massas atômicas: C = 12,0; H = 1,0; Cl = 35,5) 23. (UFV-MG) Uma substância pura de massa igual a 32,00 g foi submetida à análise elementar e verificou-se que continha 10,0 g de cálcio, 6,08 g de carbono e 15,92 g de oxigênio. A) Qual o teor (porcentagem) de cada elemento na substância? B) Qual a fórmula mínima da substância? (Massas atômicas: Ca = 40,0; C = 12,0; O = 16,0) 24. (CESGRANRIO-RJ) A análise elementar de um composto orgânico oxigenado produziu 40,67 gramas de carbono, 8,47 g de hidrogênio e 23,73 g de nitrogênio. Com esses dados, determine: A) A fórmula mínima ou empírica desse composto. B) A sua fórmula molecular, sabendo-se que seu peso molecular é 118u. 25. Determine a fórmula de um sal hidratado cuja massa mol é igual a 322 g/mol e que encerra: 14,3% de Na, 9,9% de S, 70,0% de O e 6,21% de H. Sabe- se que todo o H do sal está sob forma de H2O (água de cristalização). (MA: Na = 23; S = 32; O = 16; H = 1) 26. Amostra de 3,87mg de ácido ascórbico (vitamina C) dá 5,80 mg de CO2 e 1,58 mg de H2O numa análise de combustão. O ácido ascórbico só contém C, H e O. a) Qual a composição percentual (% de cada elemento) deste composto? b) Qual a sua fórmula mínima? c) Qual a sua fórmula molecular sabendo que a sua massa molar é 176 g/mol? GABARITO - Cálculos Químicos Resposta da questão 1: [E] Análise das alternativas: [A] Incorreta. O número de átomos de hidrogênio contido em 0,2 mols de água comum é igual a 232,4 10 . 21mol (H O) 23 2 2 6 10 átomos de hidrogênio 0,2 mol (H O) 23 x x 2,4 10 átomos de hidrogênio [B] Incorreta. O átomo de deutério tem número de massa igual a 2, pois possui um próton e um nêutron. O deutério é isótopo do prótio ou hidrogênio leve. [C] Incorreta. O ângulo entre as duas ligações covalentes O H na molécula de água comum é de, aproximadamente, 105º. [D] Incorreta. A substituição de um átomo de hidrogênio por um átomo de deutério na molécula de água comum altera sua massa molecular, pois a massa do deutério (2 u) é maior do que a massa do prótio (1 u). [E] Correta. O percentual em massa de oxigênio na água comum é, em valores arredondados, de 88,9%. 2H O 18 g / mol 18 g 100 % 16 g oxigênio oxigênio p p 88,8888 % 88.9 % Resposta da questão 2: 02 + 04 = 06. [01] A massa atômica de 1 mol do átomo 12C é 12,00 u. [02] Um grama do átomo 12C contém 225 10 átomos. 12 g 236 10 átomos de carbono 1 g 23 22 x x 0,5 10 átomos de carbono x 5 10 átomos de carbono [04] Como a massa atômica do átomo de hidrogênio é 1u e a de um átomo de oxigênio é 16 u, então 1 mol da molécula 2H O (18 u) pesa 18 gramas. [08] 231u 0,167 10 g gramas. 236 10 u 1 g 1u 23 m m 0,167 10 g [16] Cada átomo 12C pesa 232 10 gramas. 25 www.cursoanualdequimica.com – e-mail: cursodequimica@gmail.com 12 g 236 10 átomos de carbono m 23 1 átomo de carbono m 2 10 g Resposta da questão 3: [B] A quantidade recomendada é o dobro de 500 mg por dia, ou seja, 1000 mg de cálcio por dia, então: 31000 mg 1000 10 1 g 40 g de cálcio 236 10 átomos de Ca 1 g de cálcio Ca 23 22 Ca n n 0,15 10 1,5 10 átomos de cálcio Resposta da questão 4: [B] [I] Incorreta. A massa atômica que será representada na Tabela Periódica será uma média ponderada da massa de cada isótopo do ferro e sua respectiva abundancia: (5,845 54) (91,754 56) (2,119 57) (0,282 58) 100 55,90 u.m.a [II] Correta. Pois o átomo é o mesmo, portanto, mesmo número de prótons. [III] Incorreta. Os átomos neutros de ferro possuem o mesmo número de prótons e elétrons, portanto, possuem o mesmo número de camadas eletrônicas dos átomos no estado fundamental. Resposta da questão 5: [C] Cálculos necessários: Cátion potássio: 1mol K 39 g n 3 3 K 320 10 g n 8,2 10 mol Cátion cálcio: 1mol 2Ca 40 g n 2 3 3 Ca 40 10 g n 1,0 10 mol Cátion sódio: 1mol Na 23 g n 3 3 Na 40 10 g n 1,74 10 mol A sequência seria: 2K Na Ca . n n n Resposta da questão 6: a) Teremos: b) Teremos: 2H O 18g 18g 100% 2g x% x 11,11% c) Teremos: 18g 236 10 moléculas x 23 1mol x 3 10 g d) 2 ( ) (aq) (aq)H O H OH A constante de equilíbrio da água é dada pela expressão: (aq) (aq) w 2 ( ) [H ] [OH ] K [H O ] A água no estado líquido não varia sua concentração, a constante Kw será: w (aq) (aq)K [H ] [OH ] Resposta da questão 7: [C] Cálculo da massa de etanol em 100 mL:etanold 0,80 g/mL 1mL de etanol 0,80 g de etanol 100 mL de etanol etanol 80 g de etanol m 80 n 1,739 mol M 46