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Prof. Franco Pontes Reações Químicas 1 REAÇÃO QUÍMICA 1) Processo onde a matéria se transforma em outra, através da quebra de ligações químicas e rearranjo dos átomos. 2) REAGENTES são as espécies que são transformadas em outras, os PRODUTOS. À medida que o tempo passa, a quantidade de reagentes diminui, enquanto a de produtos aumenta, até se chegar ao equilíbrio químico ou o total desaparecimento de um reagente, chamado de limitante. 3) Representada por uma equação química. Ex: 3. H2 + 1.N2 → 2. NH3 Os reagentes são H2 (gás hidrogênio) e N2 (gás nitrogênio), o produto é o NH3 (amônia). Os números 3, 1 e 2, em frente às fórmulas, são os coeficientes e expressam a quantidade de “moléculas” (em qualquer unidade) que são necessárias e produzidas na reação. Uma reação química possui dois aspectos: QUALITATIVO (substâncias envolvidas) e QUANTITATIVO (a medida de cada substância). Sobre o aspecto qualitativo, podemos classificar as reações como: SÍNTESE OU ADIÇÃO Dois (ou mais) reagentes originam um único produto. 2. H2 + O2 → 2. H2O N2 + 3. H2 → 2. NH3 ANÁLISE OU DECOMPOSIÇÃO Um único reagente origina dois (ou mais) produtos. CaCO3 → CaO + CO2 2. Aℓ2O3 → 4. Aℓ + 3. O2 SIMPLES TROCA OU DESLOCAMENTO Dois reagentes originam dois produtos. S.S + S.C → S.S + S.C Fe + 2. HCℓ → FeCℓ2 + H2 CuS + O2 → Cu + SO2 DUPLA TROCA Dois reagentes originam dois produtos. S.C + S.C → S.C + S.C HCℓ + NaOH → NaCℓ + H2O Pb(NO3)2 + 2. KI → PbI2 + 2. KNO3 Aspecto quantitativo (balanceamento): Balancear é acertar os coeficientes em uma equação química, baseado na premissa que a quantidade inicial de átomos, de cada elemento, é igual à quantidade final. Para encontrar a quantidade de cada elemento em um dos membros da equação, basta multiplicar seu índice pelo coeficiente da fórmula onde está o elemento. Para iniciar o balanceamento, escolha um elemento e escreva um coeficiente qualquer em frente à fórmula onde está esse elemento (preferencialmente na fórmula onde o índice deste elemento for maior), encontre o coeficiente deste elemento no outro membro da equação, de modo a igualar a quantidade. Depois, com os primeiros coeficientes escritos, acerte os outros coeficientes, escolhendo um elemento de cada vez. Não balanceado Balanceado P4 + O2 → P2O5 H2SO4 + NaOH → Na2SO4 + H2O Fe2O3 + CO → Fe + CO2 Observações: a. Nem sempre o elemento ou o coeficiente escolhido são os apropriados. b. Independente do coeficiente inicial, o balanceamento sempre dá certo. c. Às vezes, se faz necessário simplificar os coeficientes. Prof. Franco Pontes Reações Químicas 2 ESTEQUIOMETRIA (RESUMO) Os coeficientes de uma equação balanceada expressam as quantidades equivalentes de cada substância em uma reação, mostrando a proporção quantitativa da reação. Costuma-se ler os coeficientes medidos em MOL. Assim, a equação 3. H2(g) + N2(g) → 2. NH3(g) pode ser interpretada do seguinte modo: 3 mol de hidrogênio gasoso reage com 1 mol de nitrogênio gasoso, produzindo 2 mol de amônia gasosa. Qualquer quantidade em mol pode ser transformada para medidas de massa (g), volume (L) ou número de moléculas. m (g) = n (mol) . MM V (L) = n . R . T / P (nas CNTP → V (L) = n . 22,4) Nº de moléculas = n (mol) . 6 . 1023 M (mol/L) = n (mol) / Vs(L) Num cálculo estequiométrico, é necessário saber os coeficientes para calcular a quantidade necessária, por regra de três, podendo utilizar a razão abaixo: n (substância A) (mol) = n (substância B) (mol) → nA = nB coeficiente da substância A coeficiente da substância B x x Se a quantidade dada ou pedida de uma substância não estiver em MOL, utilizamos as seguintes expressões abaixo: Equivalente = n (mol) = m(g) V (L) = P . V = [c] . Vs(L) = Q = q x MM. x VM . x R . T . x x ΔH 96500.x EXERCÍCIOS 1. O ácido fosfórico, usado em refrigerante tipo “cola” e possível causador da osteoporose, pode ser formado a partir da equação Ca3(PO4)2 + H2SO4 → H3PO4 + CaSO4 Partindo-se de 62g de Ca3(PO4)2 e usando-se quantidade suficiente de H2SO4, qual, em gramas, a massa aproximada de H3PO4 obtida ? 2. Considere a equação da reação de combustão do acetileno: C2H2(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) Admitindo-se CNTP e comportamento de gás ideal, a soma do número de mols dos produtos obtidos, quando 112 litros de C2H2 reagem com excesso de oxigênio, é igual a: a) 5. b) 10. c) 15. d) 20. e) 22,4. 3. Uma peça metálica, constituída de zinco e ouro, de massa 13,08g, foi convenientemente tratada com uma solução aquosa de ácido clorídrico. Após o término da reação, o gás recolhido ocupou o volume de 0,82 L a 1,5 atm e 27ºC. A percentagem de ouro na liga metálica é igual a a) 10%. b) 35%. c) 75%. d) 25%. e) 85%. 4. A combustão completa do metano (CH4) produz dióxido de carbono (CO2) e água. A alternativa que representa o número de mol de CO2 produzido na combustão de 0,3 mol de CH4 é CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O a) 1,2. b) 0,6. c) 0,9. d) 0,3. e) 1,5. 5. (PUC-RS) O carbeto de silício (SiC) possui uma estrutura idêntica à do diamante e, por isso, apresenta elevada dureza, sendo utilizado, por exemplo, na confecção de esmeril para afiar facas e no corte de vidros. Uma forma de obtenção do carbeto de silício dá-se por meio da reação de aquecimento de coque com areia, conforme expressa a equação a seguir: 3 C + SiO2 SiC + 2 CO A massa de carbeto de silício, em kg, que se forma a partir da utilização de 1 kg de carbono presente no coque é, aproximadamente: a) 0,33. b) 1,44. c) 0,78. d) 3,33. e) 1,11. 6. (PUC-MG) Fosgênio, COCl2, é um gás venenoso. Quando inalado, reage com a água nos pulmões para produzir ácido clorídrico (HCl), que causa graves danos pulmonares, levando, finalmente, à morte: por causa disso, já foi até usado como gás de guerra. A equação química dessa reação é: COCl2 + H2O → CO2 + 2 HCl Se uma pessoa inalar 198 mg de fosgênio, a massa de ácido clorídrico, em gramas, que se forma nos pulmões, é igual a: a) 1,09 . 10-1. d) 3,65 . 10-2. b) 1,46 . 10-1. e) 7,30 . 10-2. c) 2,92 . 10-1. Prof. Franco Pontes Reações Químicas 3 7. (UFSCar-SP) A térmite é uma reação que ocorre entre alumínio metálico e diversos óxidos metálicos. A reação do Al com óxido de ferro (III), Fe2O3, produz ferro metálico e óxido de alumínio, Al2O3. Essa reação é utilizada na soldagem de trilhos de ferrovias. A imensa quantidade de calor liberada pela reação produz ferro metálico fundido, utilizado na solda. A quantidade, em kg, de ferro metálico produzido a partir da reação com 5,4 kg de alumínio metálico e excesso de óxido de ferro (III) é: a) 2,8. b) 16,8. c) 5,6. d) 20,4. e) 11,2. 8. O gás cianídrico é uma substância utilizada em câmara de gás. Esse composto é preparado por uma reação do ácido sulfúrico (H2SO4) com o cianeto de potássio (KCN). Com relação a esse composto, pede-se: a) A equação balanceada para sua obtenção; b) O número de moléculas formado a partir de 32,5 g de cianeto de potássio. 9. (UFPE) Nas usinas siderúrgicas, a obtenção de ferro metálico a partir da hematita envolve a seguinte reação (não balanceada): Fe2O3 (s) + CO (g) → Fe (s) + CO2 (g) Percebe-se dessa reação que o CO2 é liberado para a atmosfera, podendo ter um impacto ambiental grave relacionado com o efeito estufa. Qual o número de moléculas de CO2 liberadas na atmosfera, quando um mol de óxido de ferro (III) é consumido na reação? Considere: número de Avogadro igual a 6 . 1023 mol-1. a) 6 . 1023. b) 24 . 1023. c) 12 . 1023. d) 36 . 1023. e) 18 . 1023. 10. O gás oxigênio (O2), quando submetido a faíscas elétricas, é transformado em gás ozônio.(O3), de acordo com a equação: 3 O2(g) → 2 O3(g) Se submetermos 60 L de O2 a esse processo, iremos obter qual volume de O3, nas CNTP? a) 60 L. b) 30 L. c) 10 L. d) 40 L. e) 20 L. 11. (ITA-SP)Uma das maneiras de impedir que o SO2, um dos responsáveis pela “chuva ácida”, seja liberado para a atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio, em presença de ar, como equacionado a seguir: MgO(s) + SO2(g) + 1/2 O2(g) → MgSO4(s) Quantas toneladas de óxido de magnésio são consumidas no tratamento de 9,6 · 103 toneladas de SO2? a) 1,5.102. b) 6,0.103. c) 3,0.102. d) 2,5.104. e) 1,0.103. 12. (Unesp-SP) As máscaras de oxigênio utilizadas em aviões contêm superóxido de potássio (KO2) sólido. Quando a máscara é usada, o superóxido reage com o CO2 exalado pela pessoa e libera O2, necessário à respiração, segundo a equação química balanceada: 4 KO2(s) + 2 CO2(g) → 2 K2CO3(s) + 3 O2(g) Calcule: a) a massa de KO2, expressa em gramas, necessária para reagir com 0,10 mol de CO2. b) o volume de O2 liberado nas CNTP, para a reação de 0,4 mol de KO2. (massas molares, em g/mol: C = 12, O = 16; K = 39; volume molar dos gases (CNTP) = 22,4 L) 13. 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. 14. (PUC-SP) Dada a reação: 2 Fe + 6 HCl → 2 FeCl3 +3 H2 O número de moléculas de gás hidrogênio, produzidas pela reação de 112g de ferro, é igual a: a) 1,5. b) 3,0. c) 9,0.1023. d) 1,8.1024. e) 3,0.1024. 15. (PUC/Campinas-SP) O acetileno, utilizado em maçaricos, pode ser obtido pela hidrólise do carbureto de cálcio, de acordo com a equação não-balanceada: CaC2 + H2O → C2H2 + Ca(OH)2 O número de moléculas de água que hidrolisam 2 mols de carbureto é: a) 3,0 x 1023. b) 6,0 x 1023. c) 9,0 x 1023. d) 18 x 1023. e) 24 x 1023. 16. Considere a equação da reação de combustão do acetileno (não-balanceada): C2H2(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) Admitindo-se CNTP e comportamento de gás ideal, a soma do número de mols dos produtos obtidos, quando 112 litros de C2H2 reagem com excesso de oxigênio, é igual a: a) 5. b) 10. c) 15. d) 20. e) 22,4. 17. (UPF-RS) Considere a reação: 3.(NH4)2CO3 + 2.H3PO4 → (NH4)3PO4 + 3.CO2(g) + 3.H2O O volume em litros de gás carbônico liberado, quando 250g de carbonato de amônio reagem com excesso de ácido fosfórico, é de: a) 23,5 L. b) 58,3 L. c) 76,8 L. d) 84,1 L. e) 132,9 L. 18. Dada a reação não-balanceada: Zn + HCl → ZnCl2 + H2 Qual o número de mols de átomos de zinco que reagem completamente com 20 mols de ácido clorídrico (HCl)? 19. Na reação de óxido de alumínio com ácido sulfúrico forma-se sulfato de alumínio, Al2(SO4)3. Para se obterem 3 mols desse sulfato, quantos mols do ácido são necessários? a) 3. b) 6. c) 9. d) 12. e) 15. 20. O carbonato de sódio (Na2CO3), utilizado na fabricação do vidro, é encontrado em quantidades mínimas. Ele, entretanto, pode ser obtido a partir de produtos naturais muito abundantes: O carbonato de cálcio (CaCO3) e o cloreto de sódio (NaCl) com mostra a equação abaixo: CaCO3 + 2NaCl Na2CO3 + CaCl2 Determine quantos mols de Na2CO3 são produzidos a partir de 159 g de CaCO3. (M. atômica Na = 23; C = 12; O = 16) a) 15 mol b) 1,59 mol c) 7,95 mol d) 15,9 mol e) 2,5 mol 21. Uma maneira de remover dióxido de carbono de naves espaciais é o uso de cal (CaO) , que se transforma em carbonato de cálcio (CaCO3). Durante uma viagem espacial foram produzidos 50 kg de CaCO3 . A quantidade de dióxido de carbono expirada pelos astronautas é: a) 22 kg b) 44 kg c) 56 kg d) 54 kg e) 50 kg 22. Qual a massa de água obtida pela reação de 20,16 L de gás oxigênio com etanol, numa combustão completa, em CNTP? a) 13,8 g b) 20 ,0 g c) 10,5 g d) 16,2 g e) 19,4 Prof. Franco Pontes Reações Químicas 4 23. No sangue de um adulto há aproximadamente 2,9 g de ferro, que estão contidos em cerca de 2,6 x 1013 glóbulos vermelhos. Calcule o número de átomos de ferro em cada glóbulo vermelho. a) 1,00x1010 átomos. b) 1,22x1010 átomos. c) 1,31x109 átomos. d) 1,2x109 átomos. e) 1,15x1010 átomos. 24. A produção industrial de metanol, CH3OH, a partir de metano; CH4 e a combustão do metanol em motores de explosão interna podem ser representadas, respectivamente pelas equações I e II. I) 3 CH4 + 2 H2O + CO2 → 4 CH3OH II) CH3OH + 3/2 O2 → CO2 + 2 H2O Supondo que o CO2 da reação representada em (I) provenha da atmosfera, e considerando apenas as duas reações, (I) e (II), responda se a seguinte afirmação é verdadeira: "A produção e o consumo de metanol não alteraria a quantidade de CO2 na atmosfera". Justifique sua resposta. 25. Duas das reações que ocorrem na produção do ferro são representadas por: 2 C + O2 → 2 CO Fe2O3 + 3 CO → 3 CO2 + 2 Fe O monóxido de carbono formado na primeira reação é consumido na segunda reação. Considerando apenas estas duas etapas do processo, calcule a massa aproximada, em kg, de carvão consumido na produção de uma tonelada de ferro. 26. (ACAFE) No TEXTO 02, que trata da Neutralização da Culpa, é descrito: “entre todos os poluentes da atmosfera, o principal alvo da neutralização é o dióxido de carbono (CO2), gás responsável por impedir a dissipação para o espaço das ondas de calor resultantes da reflexão da luz do sol sobre a superfície do planeta”.Atendendo ao Protocolo de Kyoto, uma das tecnologias empregadas na redução dos teores deste gás está baseada na seguinte reação: CaO(s) +CO2(g) → CaCO3(s) Se um determinado dispositivo contém 5600kg de CaO(s), a massa de CO2(g), em kg, que pode ser removida através desse dispositivo é: a) 4400 b) 5600 c) 72 d) 7200 e) 100 27. Nas estações de tratamento de água, eliminam-se as impurezas sólidas em suspensão através do arraste por flóculos de hidróxido de alumínio, produzidos na reação representada por Al2(SO4)3 +3 Ca(OH)2 → 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4 Para tratar 1,0x106m3 de água foram adicionadas 17 toneladas de Al2SO4. Qual a massa de Ca(OH)2 necessária para reagir completamente com esse sal? a) 150 quilogramas. b) 300 quilogramas. c) 1,0 tonelada. d) 11 toneladas. e) 30 toneladas. 28. A cebola é um bulbo que, ao ser cortado, desprende SO2 que, em contato com o ar, transforma-se em SO3. Este gás, em contato com a água dos olhos, gera o ácido sulfúrico, causando ardor e, conseqüentemente, as lágrimas. Estas reações estão representadas abaixo: SO2 + ½.O2 → SO3 SO3 + H2O → H2SO4 Supondo que a cebola possua 0,1 mol de SO2 e o sistema esteja nas CNTP, o volume de ácido sulfúrico produzido é, em litros: a) 2,24 b) 4,48 c) 44,8 d) 22,4 e) 2,4 29. Muitos medicamentos usados como antiácidos contêm hidróxido de alumínio como um de seus principais componentes. Um determinado antiácido contém 30g de Al(OH)3 por litro de medicamento. Qual será o volume apropriado de antiácido, para neutralização total, que deverá ser ingerido por um paciente que, através de seu suco gástrico, receba 0,30 mol de HCl por dia em seu estômago? Considere que a neutralização do ácido clorídrico pelo antiácido ocorra de acordo com a reação: Al(OH)3 + 3 HCl → AlCl3 + 3 H2O a) 445 mL b) 260 mL c) 780 mL d) 80 mL e) 40 mL 30. (Unicamp) A produção industrial de metanol, CH3OH, a partir de metano (CH4) e a combustão do metanol em motores de explosão interna podem ser representadas, respectivamente pelas equações I e II. I) 3CH4(g) + 2H2O(g) + CO2(g) → 4CH3OH(g) II) CH3OH(g) + 3/2 O2 → CO2(g) + 2H2O(g) Supondo que o CO2 da reação representada em (I) provenha da atmosfera, e considerando apenas as duas reações, (I) e (II), responda se a seguinte afirmação é verdadeira:"A produção e o consumo de metanol não alteraria a quantidade de CO2 na atmosfera". Justifique sua resposta. 31. O equipamento de proteção conhecido como “air bag”, usado em automóveis, contém substâncias que se transformam, sob determinadas condições, liberando N2 que infla um recipiente de plástico. As equações das reações envolvidas no processosão: 2 NaN3 → 2 Na + 3 N2 10 Na + 2 KNO3 → K2O + 5 Na2O + N2 (Dados: Volume molar de gás nas condições ambientes = 25 L/mol; massa molar do NaN3 = 65 g/mol). a) Considerando que N2 é gerado nas duas reações, calcule a massa de azoteto de sódio (NaN3) necessária para que sejam gerados 80 L de nitrogênio, nas condições ambientes. b) Os óxidos formados, em contato com a pele, podem provocar queimaduras. Escreva a equação da reação de um desses óxidos com a água contida na pele. 32. Uma jovem senhora, não querendo revelar sua idade, a não ser às suas melhores amigas, convidou-as para festa de aniversário, no sótão de sua casa, que mede 3 m x 2 m x 2 m. O bolo de aniversário tinha velas em número igual à idade da jovem senhora, cada uma com 1,55 g de parafina. As velas foram queimadas inteiramente, numa reação de combustão completa. Após a queima, a porcentagem de gás carbônico, em volume, no sótão, medido nas condições-ambientes, aumentou de 0,88%. Considere que esse aumento resultou, exclusivamente, da combustão das velas. (Dados: massa molar da parafina, C22H46 = 310 g/mol; volume molar dos gases nas condições-ambientes de pressão e temperatura = 24 L/mol; 1 m3 = 1000 L). a) Escreva a equação de combustão completa da parafina. b) Calcule a quantidade de gás carbônico, em mols, no sótão, após a queima das velas. c) Qual é a idade da jovem senhora? Mostre os cálculos. 33. Os sistemas de comunicação e transporte criados pelo homem foram evoluindo ao longo do tempo. Assim, em fins do século XVIII, apareceram os balões, cujo desenvolvimento ocorreu durante todo o século XIX, chegando ao século XX com os dirigíveis cheios de hidrogênio e, mais recentemente, de hélio.Nesse processo, o brasileiro Santos Dumont contribuiu de Prof. Franco Pontes Reações Químicas 5 modo significativo. Os “Zeppelins”, dirigíveis cheios de hidrogênio, estão, ainda, entre as maiores naves aéreas já construídas pelo homem. O mais famoso deles, o Hindemburg, começou a sua história em 1936, terminando em maio de 1937, num dos maiores acidentes aéreos já vistos e filmados. O seu tamanho era incrível, tendo cerca de 250 metros de comprimento, com um volume de 200.106 litros, correspondendo a 8,1.106 mol de gás. Se o hidrogênio (H2) necessário para encher totalmente o Hindemburg fosse obtido a partir da reação de ferro (Fe) com HCl, dando FeCl2, quantos quilogramas de ferro seriam necessários? (Dado: Massa molar do Fe = 56 g/mol). PUREZA DE UM REAGENTE Pureza = Medida da substância pura . 100 Medida da amostra Geralmente é necessário calcular a massa de substância (aquela que deveras reage), a partir da pureza e da massa de uma amostra (substância impura). E depois se realiza o cálculo estequiométrico. Medida da substância = Pureza . medida da amostra 100 34. 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 salicílico que deve reagir com anidrido acético (C4H6O3), 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. 35. Na redução de 113,5 g de óxido de platina IV, a alta temperatura, obteve-se 58,5g de platina metálica. A porcentagem de pureza do óxido usado é: (Dados: equação não-balanceada PtO2 + H2 Pt + H2O; massas atômicas: Pt = 195; O = 16; H = l) 36. 100 g de carbonato de cálcio impuro são tratados com ácido clorídrico. O gás obtido é recolhido convenientemente e pesou 39,60g Admitindo-se que as impurezas não reajam com o ácido clorídrico, pode-se afirmar que a pureza do carbonato de cálcio é: (Dados: Ca = 40u, C = 12u; H = 1 u; Cl = 35,5 u; O = 16u) CaCO3 + HCl CaCl2 + H2O + CO2 37. Uma indústria queima diariamente 1200 kg de carvão (carbono) com 90% de pureza. Supondo que a queima fosse completa, o volume de oxigênio consumido para esta queima nas CNTP seria de: C + O2 CO2 38. O gás hilariante (N2O) pode ser obtido pela decomposição térmica do nitrato de amônio (NH4NO3) Se de 4,0g do sal obtivermos 2,0g do gás hilariante, poderemos prever que a pureza do sal é da ordem de: NH4NO3 N2O + H2O 39. Segundo noticia publicada no jornal Correio Popular (Campinas, de 23/11/1988), um caminhão-tanque tombou na proximidades de Itanhaém causando um vazamento de 20t (2 . 10 g) de ácido sulfúrico concentrado (H2SO4). A equipe de atendimento de acidentes usou cal extinta, Ca(OH)2, para neutralizar o ácido. Admitindo que o H2SO4 é 98% puro, calcule a massa mínima de Ca(OH)2, necessário para a neutralização total do ácido derramado. H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4 + H2O 40. Uma amostra de 500kg de Sicário (com teor de 80% em CaCO3) foi tratada com ácido fosfórico (H3PO3) para formar CaHPO4. (Dados: massas atômicas: H = 1, C = 12, O = 16, P = 31, Ca = 40) Calcule a massa do sal formado. CaCO3 + H3PO4 CaHPO4 + H2O + CO2 41. Uma amostra de um 'minério de carbonato de cálcio, pesando 2,0g, ao ser tratada com ácido clorídrico em excesso, produziu 1,5 . 10-2 mol de dióxido de carbono. Equacione a reação química correspondente e calcule a porcentagem em massa de carbonato de cálcio na amostra. Indique os cálculos (Dados: massa de um mol de carbonato de cálcio = 100g). CaCO3 + HCl CaCl2 + H2O + CO2 42. Reduzindo 1 tonelada de Fe2O3 de pureza de 70%, com carvão de pureza de 90%, quanto carvão é preciso teoricamente e quantos kg de Fe puro seriam obtidos teoricamente? (Fe = 56, O =16, C = 12) Admitir como equação química Fe2O3 + 3 C 4 Fe + 3 CO 43. Qual o volume de gás (gás de água) que se obtém, nas condições normais de temperatura e pressão, quando se faz reagir 40kg de carvão aquecido ao rubro, com vapor de água. Admitir que o carvão contém 60% de carbono e que o rendimento da reação é de 100% P.A. do carbono = 12. Obs.: a equação química é. C + H2O CO + H2 gás d'agua Notem que o chamado "gás d'água" é a mistura de CO e H2; portanto deve-se calcular o volume dessa mistura. 44. Deseja-se obter 180 litros de dióxido de carbono, medidos nas condições normais, pela calcinação de um calcário de 90% de pureza. Pede-se a massa de calcáreo necessária. Massas atômicas: C = 12, O = 16, Ca = 40 CaCO3 CO2 + H2O 45. 15,0 g de pirita (FeS2) de 80% de pureza são submetidos à ustulação. A reação, não ajustada, deste processo é FeS2(s) + O2(g) → Fe2O3(s) + SO2(g). O rendimento da reação é de 75%. Nessas condições, o volume de SO2(g) obtido nas CNTP é: Considerar: Massas Atômicas: Fe = 56; O = 16; S = 32. Volume Molar nas CNTP: 22,7 L a) 1,70 L b) 3,40 L c) 4,54 L d) 2,27 L e) 4,25 L 46. O acetileno, gás utilizado em maçaricos, pode ser obtido a partir do carbeto de cálcio (carbureto) de acordo com a equação: CaC2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + C2H2 Utilizando-se 1 kg de carbureto com 36% de impurezas, o volume de acetileno obtido, nas CNTP, em litros, é: a) 0,224 b) 2,24 c) 26 d) 224 e) 260 Prof. Franco Pontes Reações Químicas 6 RENDIMENTO DE UMA REAÇÃO Rendimento = Medida obtida . 100 Medida esperada 47. Uma amostra de massa 8,48g de carbonato de sódio reagiu completamente com quantidade estequiométrica de ácido clorídrico diluído, originando entre outros produtos 2,64g de um gás. Em relação a essa reação, é verdadeiro afirmar que a) foram formadas 3,612 x 1024 moléculas de gás nas CNTP e 0,18g de água no estado líquido. b) o rendimento da reação calculado pela massa obtida do gás nas condições da experiência é igual a 75%. c) cada 1,06g de carbonato de sódio reage exatamente com 3,65g de HCℓ, pois cada mol do sal reage exatamente com 3,65g de HCℓ . d) admitindo-se um rendimento teórico de 100% para a reação, a massa de gás obtida será de 7,04g. e) para cada 73,0g de HCℓ que reageexatamente com carbonato de sódio, formam-se 88,0g de gás, admitindo-se um rendimento de 100% para a reação. 48. Calcule a massa de CaO produzido pela decomposição térmica de 200g de CaCO3 com rendimento de 80% (Dados: CaCO3 = 100g/mol; CaO = 56g/mol) CaCO3 CaO + 1 CO2 49. Misturando-se 2 mols de hidrogênio com 1 mol de oxigênio quantos mols de água devem ser obtidos, com rendimento de 90%? H2 + O2 H2O 50. O nitrogênio pode ser obtido pela decomposição térmica do nitrito de amônio. Calcule o volume de nitrogênio obtido nas CNTP, pela decomposição de 12,8g de nitrito de amônio, supondo que o rendimento da reação seja de 80%. (Dados: massas atômicas: H = 1, O = 16, N = 14) NH4NO2 N2 + H2O 51. 80g de enxofre reagem com oxigênio, produzindo 128g de SO2. Determine o rendimento da reação. (S = 32, O = 16) S + O2 SO2 52. Fazendo-se reagir 158g de Na2S2O3 com quantidade suficiente de I2, segundo a reação abaixo: Na2S2O3 + I2 NaI + Na2S4O6 Obteve-se 105g de Na2S4O6. O rendimento desta reação foi de, aproximadamente: 53. Fazendo reagir 11,2g de N2 com 1,8g de H2, obtemos 5,1g de NH3. O rendimento porcentual da reação, nessas condições, é de: N2 + H2 NH3 54. Deseja-se obter 25,4 kg de cloreto de cal pela reação de hidróxido de cálcio com cloro; sendo de 80% o rendimento da reação, pede-se: a) A massa de hidróxido de cálcio necessária; b) O volume de cloro necessário, medido nas condições normais. Massas atômicas: H = 1; O = 16; Cl = 35,5; Ca = 40 Ca(OH)2 + Cl2 CaCl(ClO) + H2O 55. Deseja-se obter 40 kg de mercúrio segundo a equação: HgS + O2 (ar) Hg + SO2 (Hg = 200, S = 32, O = 16) que se processa com um rendimento de 80%. Qual a massa de sulfeto mercúrio a ser empregada? 56. 12,25g de ácido fosfórico com 80% de pureza são totalmente neutralizados por hidróxido de sódio numa reação que apresenta rendimento de 90%. A massa de sal obtida nessa reação foi de: (H3PO4 + NaOH Na3PO4 + H2O) 57. A decomposição térmica de meio mol de clorato de potássio segundo a equação KCℓO3(s) → KCℓ (s) + 3/2 O2(g) produziu 8,4 litros de oxigênio nas CNTP, o rendimento da reação foi de: a) 100% b) 820% c) 50% d) 40% e) 20% 58. (UPF) Uma amostra contendo 4,50 g de carbonato de magnésio foi tratada por ácido clorídrico, obtendo-se 1032 mL de gás carbônico, medidos nas condições normais de temperatura e pressão. MgCO3(s) + HCl(aq) → CO2(g) + MgCl2(aq) + H2O(l) O rendimento da reação foi: a) 80% b) 86% c) 83% d) 93% e) 90% 59. Hidreto de lítio pode ser preparado segundo a reação expressada pela equação química 2Li(s) + H2(g) 2LiH(s) Admitindo que o volume de hidrogênio é medido nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), calcule: a) a massa de hidreto de lítio que pode ser produzida na reação com 11,2L de hidrogênio; b) o rendimento (em porcentagem) da reação se, com as quantidades de reagentes acima indicadas, ocorrer a formação de 6,32g de LiH. Volume molar dos gases (CNTP) = 22,4L; M.M(g/mol): Li = 6,90; H = 1,00. REAGENTES: LIMITANTE E EM EXCESSO Em um processo prático, um dos reagentes está em excesso em relação ao outro que é totalmente consumido, fazendo a reação parar. Então, num processo químico, um dos reagentes limita a continuidade da reação. Todos os cálculos estequiométricos devem ser feitos em função do reagente limitante. A quantidade do outro reagente (em excesso) que efetivamente é consumida é diretamente proporcional à quantidade do limitante que é consumida. a . A + b . B → Produtos n (reagente A) = n (reagente B) A b Equivalente de A = Equivalente de B Então, calcula-se, separadamente, os equivalentes das duas substâncias. Aquela que possuir o menor resultado é o limitante, a outra, obviamente, está em excesso. Equivalente (A) = nA / a e Equivalente (B) = nB / b Lembrando que Prof. Franco Pontes Reações Químicas 7 quantidade n (mol) = massa m(g) = volume P . V = concentração M . Vs(L) Coeficiente MM.Coef. R . T . coef. Coef. 60. Considere a reação em fase gasosa: N2 + 3 H2 → 2 NH3. Fazendo-se reagir 4 L de N2 com 9 L de H2 em condições de pressão e temperatura constantes, pode-se afirmar que: a) Os reagentes estão em quantidades estequiométricas. b) O N2 está em excesso. c) Após o término da reação, os reagentes serão totalmente convertidos em amônia. d) A reação se processa com aumento de volume total. e) Após o término da reação, serão formados 8 L de NH3. 61. Nas indústrias, enxofre pode ser obtido pela reação: 2 H2S + SO2 → 3 S + 2 H2O Qual é a quantidade máxima de enxofre, em gramas, que pode ser obtida partindo-se de 5 mols de H2S e 2 mols de SO2? Indique os cálculos. (Dado: massa molar do S = 32 g/mol) 62. 24g de ferro (massa molar do Fe = 56 g/mol) reagem com 8 g de enxofre (massa molar do S = 32 g/mol) para formar FeS. A reação ocorre por aquecimento até o desaparecimento de um dos reagentes. Qual é o reagente em excesso e qual a massa que restou desse reagente após a reação? 63. Considerando-se a reação AgNO3 + KI → AgI + KNO3 e fornecendo-se as massas molares, Ag = 108g/mol; N = 14g/mol; O = 16g/mol; K = 39g/mol; I = 127g/mol, se reagirmos 17g de AgNO3 com 17g de KI, haverá: a) consumo total dos dois reagentes. b) excesso de 0,4g de KI. c) excesso de 0,4g de AgNO3. d) excesso de 4,0g de KI. e) excesso de 4,0g de AgNO3. 64. Efetuando-se a reação entre 18g de alumínio e 462g de gás cloro, segundo a equação Aℓ(s) + Cℓ2(g) →AℓCℓ3(s) Obtém-se uma quantidade máxima de cloreto de alumínio igual a: a) 36g. b) 44,5g. c) 89g. d) 462g. e) 240g. 65. A aspirina (C9H8O4) é produzida reagindo ácido salicílico com anidrido acético: Um laboratório farmacêutico recebeu uma encomenda de 180 kg de aspirina. O químico-chefe sabe que o rendimento do processo de preparação da aspirina é 100%. Em seu almoxarifado, há 207 kg de ácido salicílico e 102 kg de anidrido acético. Se a reação ocorrer com o rendimento esperado, será possível preparar a massa Dados: C = 12 u.; O = 16 u.; H = 1 u. a) encomendada, sobrando ácido salicílico no almoxarifado. b) menor do que a encomendada, sem sobra de reagentes. c) encomendada, com sobra de ambos os reagentes. d) encomendada, sobrando anidrido acético no almoxarifado. e) maior do que a encomendada, sem sobra de reagentes. 66. A reação completa entre 5g de gás carbônico e 8g de hidróxido de sódio, produz que quantidade de carbonato de sódio em gramas e de reagente colocado em excesso? CO2 + NaOH → Na2CO3 + H2O 67. O carbonato de sódio, empregado na fabricação de vidro, é preparado a partir de carbonato de cálcio e cloreto de sódio: CaCO3+ 2NaCl → Na2CO3 + CaCl2 Colocando para reagir 1000g de CaCO3 e 585g de NaCl a) Quem é o reagente limitante? b) Quem e o reagente em excesso? c) Qual a quantidade em excesso? d) Qual a massa obtida do carbonato de sódio? 68. O dióxido de nitrogênio contribui para a formação de chuva ácida, como resultado de sua reação com água na atmosfera, de acordo com a equação abaixo. 3.NO2 + H2O → 2.HNO3 + NO Na reação entre 2,76g de NO2 e 0,54g de água , ocorre: a) excesso de 0,18g de água b) Produção de 1,26g de ácido nítrico c) formação de 0,90g de óxido nítrico ,NO. d) Formação de uma massa total de produtos igual a 3,30g. e) Consumo de 1,38g de dióxido de nitrogênio. 69. Qual a quantidade máxima de carbonato de cálcio (CaCO3), em gramas, que pode ser preparada a partir da mistura de 2 mols de carbonato de sódio (Na2CO3) e 3 mols de cloreto de cálcio (CaCl2)? Obs.: nessa reação também há a formação de NaCl. (Dados: massa molar do CaCO3 = 100 g/mol). 70. A reação de produção do pesticida organoclorado DDT é: CCl3CHO + 2 C6H5Cl → (ClC6H4)2CHCCl3 + H2O (Dadas as massas molares em g/mol: CCl3CHO = 147,5; C6H5Cl = 112,5; (ClC6H4)2CHCCl3 = 354,5). a) Calcule a massa de DDT que se formaquando 100 g de CCl3CHO reagem com 100 g de C6H5Cl. b) Indicar o reagente que em excesso justificando a resposta. O que deve ocorrer, se a massa de CCl3CHO for duplicada? ENEM 71. “O ferro pode ser obtido a partir da hematita, minério rico em óxido de ferro, pela reação com carvão e oxigênio. A tabela a seguir apresenta dados da análise de minério de ferro (hematita) obtido de várias regiões da Serra de Carajás”. Minério da região Teor de enxofre (S) (% massa) Teor de ferro (Fe) (%em massa) Teor de sílica (SiO2) (% em massa) 1 0,019 63,5 0,97 2 0,020 68,1 0,47 3 0,003 67,6 0,61 No processo de produção do ferro, a sílica é removida do minério por reação com calcário (CaCO3). Sabe-se, teoricamente (cálculo estequiométrico), que são necessários 100 g de calcário para reagir com 60 g de sílica. Prof. Franco Pontes Reações Químicas 8 Dessa forma, pode-se prever que, para a remoção de toda a sílica presente em 200 toneladas do minério na região 1, a massa de calcário necessária é, aproximadamente, em toneladas, igual a: a) 1,9. b) 3,2. c) 5,1. d) 6,4. e) 8,0. 72. Atualmente, sistemas de purificação de emissões poluidoras estão sendo exigidos por lei em um número cada vez maior de países. O controle das emissões de dióxido de enxofre gasoso, provenientes da queima de carvão que contém enxofre, pode ser feito pela reação desse gás com uma suspensão de hidróxido de cálcio em água, sendo formado um produto não poluidor do ar. A queima do enxofre e a reação do dióxido de enxofre com o hidróxido de cálcio, bem como as massas de algumas das substâncias envolvidas nessas reações, podem ser assim representadas: enxofre (32 g) + oxigênio (32 g) → dióxido de enxofre (64 g) dióxido de enxofre (64 g) + hidróxido de cálcio (74 g) → produto não poluidor Dessa forma, para absorver todo o dióxido de enxofre produzido pela queima de uma tonelada de carvão (contendo 1% de enxofre), é suficiente a utilização de uma massa de hidróxido de cálcio de, aproximadamente, a) 23 kg. b) 43 kg. c) 64 kg. d) 74 kg. e) 138 kg. 73. Para se obter 1,5 kg do dióxido de urânio puro, matéria-prima para a produção de combustível nuclear, é necessário extrair-se e tratar-se 1,0 tonelada de minério. Assim, o rendimento (dado em % em massa) do tratamento do minério até chegar ao dióxido de urânio puro é de... a) 0,10%. b) 0,15%. c) 0,20%. d) 1,5%. e) 2,0%. 74. Vários combustíveis alternativos estão sendo procurados para reduzir a demanda por combustíveis fósseis, cuja queima prejudica o meio ambiente devido à produção de dióxido de carbono (massa molar 44 g/mol). Três dos mais promissores combustíveis alternativos são o hidrogênio, o etanol e o metano. A queima de 1 mol de cada um desses combustíveis libera uma determinada quantidade de calor, que estão apresentadas na tabela a seguir. Combustível Massa molar (g/mol) Calor liberado (kJ/mol) H2 2 270 CH4 16 900 C2H5OH 46 1350 Considere que foram queimadas massas, independentemente, desses três combustíveis, de forma tal que em cada queima foram liberados 5400 kJ. O combustível mais econômico, ou seja, o que teve menor massa consumida, e o combustível mais poluente, que é aquele que produziu a maior massa de dióxido de carbono, foram, respectivamente a) O etanol, que teve apenas 46g de massa consumida, e o metano, que produziu 900g de CO2. b) O hidrogênio, que teve apenas 40g de massa consumida, e o etanol, que produziu 352g de CO2. c) O hidrogênio, que teve apenas 20g de massa consumida, e o metano, que produziu 264g de CO2. d) O etanol, que teve apenas 96g de massa consumida, e o metano que produziu 176g de CO2. e) O hidrogênio, que teve apenas 2g de massa consumida, e o etanol, que produziu 1350g de CO2. 75. O pó de café jogado no lixo caseiro e, principalmente, as grandes quantidades descartadas em bares e restaurantes poderão se transformar em uma nova opção de matéria prima para a produção de biodiesel, segundo estudo da Universidade de Nevada (EUA). No mundo, são cerca de 8 bilhões de quilogramas de pó de café jogados no lixo por ano. O estudo mostra que o café descartado tem 15% de óleo, o qual pode ser convertido em biodiesel pelo processo tradicional. Além de reduzir significativamente emissões prejudiciais, após a extração do óleo, o pó de café é ideal como produto fertilizante para jardim. Considere o processo descrito e a densidade do biodiesel igual a 990 kg/m3. A partir da quantidade de pó de café jogada no lixo por ano, a produção de biodiesel seria equivalente a a) 1,08 bilhões de litros. b) 1,20 bilhões de litros. c) 1,33 bilhões de litros. d) 8,00 bilhões de litros. e) 8,80 bilhões de litros. 76. Os exageros do final de semana podem levar o individuo a um quadro de azia. A azia pode ser descrita como uma sensação de queimação no esôfago, provocada pelo desbalanceamento do pH estomacal (excesso de ácido clorídrico). Um dos antiácidos comumente empregados no combate à azia é leite de magnésia. O leite de magnésia possui 64,8g de hidróxido de magnésio [Mg(OH)2] por litro da solução. Qual a quantidade de ácido neutralizado ao se ingerir 9 mL de leite de magnésia? Dados: Massas molares (em g/mol): Mg = 24,3; Cl = 35,4; O = 16; H = 1. a) 20 mol. b) 0,58 mol. c) 0,2 mol. d) 0,02 mol. e) 0,01 mol. 77. Nas últimas décadas, o efeito estufa tem-se intensificado de maneira preocupante, sendo esse efeito muitas vezes atribuído à intensa liberação de CO2 durante a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. O quadro traz as entalpias- padrão de combustão a 25 ºC (∆H) do metano, do butano e do octano. Composto Fórmula Massa molar (g/mol) ∆H(kJ/mol) Metano CH4 16 –890 butano C4H10 58 –2.878 octano C8H18 114 –5.471 À medida que aumenta a consciência sobre os impactos ambientais relacionados ao uso da energia, cresce a importância de se criar políticas de incentivo ao uso de combustíveis mais eficientes. Nesse sentido considerando-se que o metano, o butano e o octano sejam representativos do gás natural, do gás liquefeito de petróleo (GLP) e da gasolina, respectivamente, então, a partir dos dados fornecidos, é possível concluir que, do ponto de vista da quantidade de calor obtido por mol de CO2 gerado, a ordem crescente desses três combustíveis é a) gasolina, GLP e gás natural. b) gás natural, gasolina e GLP. c) gasolina, gás natural e GLP. d) gás natural, GLP e gasolina. e) GLP, gás natural e gasolina. 78. O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é obtido por meio da destilação fracionada de soluções aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa. Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é aumentado, até o limite de 96% em massa. Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800 kg de uma mistura etanol/água com concentração 20% em Prof. Franco Pontes Reações Químicas 9 massa de etanol foram destilados, sendo obtidos 100 kg de álcool hidratado 96% em massa de etanol. A partir desses dados, é correto concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma concentração de etanol em massa a) de 0%. b) de 8,0%. c) entre 8,4% e 8,6%. d) entre 9,0% e 9,2%. e) entre 13% e 14%. 79. No que tange à tecnologia de combustíveis alternativos, muitos especialistas em energia acreditam que os alcoóis vão crescer em importância em um futuro próximo. Realmente, álcoois como metanol e etanol têm encontrado alguns nichos para uso doméstico como combustíveis há muitas décadas e, recentemente, vêm obtendo uma aceitação cada vez maior como aditivos, ou mesmo como substitutos para gasolina em veículos. Algumas das propriedades físicas desses combustíveis são mostradas no quadro seguinte. Álcool Densidade a 25º (g/mL) Calor de combustão (kJ/mol) Metanol (CH3OH) 0,79 – 726,0 Etanol (CH3CH2OH) 0,79 – 1367,0 Dados: massas molares em g/molC = 12 ; O = 16 ; H = 1. Considere que, em pequenos volumes, o custo de produção de ambos os alcoóis seja o mesmo. Dessa forma, do ponto de vista econômico, é mais vantajoso utilizar a) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 22,7 kJ de energia por litro de combustível queimado. b) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 29,7 kJ de energia por litro de combustível queimado. c) metanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 17,9 MJ de energia por litro de combustível queimado. d) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 23,5 MJ de energia por litro de combustível queimado. e) etanol, pois sua combustão completa fornece aproximadamente 33,7 MJ de energia por litro de combustível queimado. 80. Todos os organismos necessitam de água e grande parte deles vive em rios, lagos e oceanos. Os processos biológicos, como respiração e fotossíntese, exercem profunda influência na química das águas naturais em todo planeta. O oxigênio é ator dominante na química e na bioquímica da eletrosfera. Devido a sua baixa solubilidade em água (9,0 mg/L a 20ºC) a disponibilidade de oxigênio nos ecossistemas aquáticos estabelece o limite entre a vida aeróbica e anaeróbica. Nesse contexto, um parâmetro chamado Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) foi definido para medir a quantidade de matéria orgânica presente em um sistema hídrico. A DBO corresponde à massa de O2 em miligramas necessária para realizar a oxidação total do carbono orgânico em um litro de água. Dados: massas molares em g/mol: C = 12; H = 1; O = 16 Suponha que 10 mg de açúcar (fórmula mínima CH2O e massa molar igual a 30 g/mol) são dissolvidos em um litro de água; em quanto a DBO será aumentada? a) 0,4 mg de O2/litro b) 1,7 mg de O2/ litro c) 2,7 mg de O2/ litro d) 9,4 mg de O2/ litro e) 10,7 mg de O2/ litro 81. As mobilizações para promover um planeta melhor para as futuras gerações são cada vez mais frequentes. A maior parte dos meios de transporte de massa é atualmente movida pela queima de um combustível fóssil. A título de exemplificação do ônus causado por essa prática, basta saber que um carro produz, em média, cerca de 200 g de dióxido de carbono por km percorrido. Um dos principais constituintes da gasolina é o octano (C8H18). Por meio da combustão do octano é possível a liberação de energia, permitindo que o carro entre em movimento. A equação que representa a reação química desse processo demonstra que a) no processo há liberação de oxigênio, sob a forma de O2. b) O coeficiente estequiométrico para a água é de 8 para 1 do octano. c) no processo há consumo de água, para que haja liberação de energia. d) o coeficiente estequiométrico para o oxigênio é de12,5 para 1 e) o coeficiente estequiométrico para o gás carbônico é de 9 para 1 do octano. 82. A composição média de uma bateria automotiva esgotada é de aproximadamente 32% Pb, 3% PbO, 17% PbO2 e 36% PbSO4. A média de massa da pasta residual de uma bateria usada é de 6 kg, onde 19% é PbO2, 60% PbSO4 e 21% Pb. Entre todos os compostos de chumbo presentes na pasta, o que mais preocupa é o sulfato de chumbo (II), pois nos processos pirometalúrgicos, em que os compostos de chumbo (placas das baterias) são fundidos, há a conversão de sulfato em dióxido de enxofre, gás muito poluente. Para reduzir o problema das emissões de SO2, a indústria pode utilizar uma planta mista, ou seja, utilizar o processo hidrometalúrgico, para a dessulfuração antes da fusão do composto de chumbo. Nesse caso, a redução de sulfato presente no PbSO4 é feita via lixiviação com solução de carbonato de sódio (Na2CO3) 1M a 45ºC, em que se obtém o carbonato de chumbo (II) com rendimento de 91%. Após esse processo, o material segue para a fundição para obter o chumbo metálico. PbSO4 + Na2CO3 → PbCO3 + Na2SO4 Dados: massas molares em g/mol, Pb = 207; S = 32; Na = 23; O = 16; C = 12. Segundo as condições do processo apresentado para a obtenção de carbonato de chumbo (II) por meio da lixiviação por carbonato de sódio e considerando uma massa de pasta residual de uma bateria de 6 kg, qual quantidade aproximada, em quilogramas, de PbCO3 que é obtida? a) 1,7 kg b) 1,9 kg c) 2,9 kg d) 3,3 kg e) 3,6 kg 83. Aspartame é um edulcorante artifcial (adoçante dietético) que apresenta potencial adoçante 200 vezes maior que o açúcar comum, permitindo seu uso em pequenas quantidades. Muito usado pela indústria alimentícia, principalmente nos refrigerantes diet, tem valor energético que corresponde a 4 calorias/grama. É contraindicado a portadores de fenilcetonúria, uma doença genética rara que provoca o acúmulo da fenilalanina no organismo, causando retardo mental. O IDA (índice diário aceitável) desse adoçante é 40 mg/kg de massa corpórea. Disponível em: http://boaspraticasfarmaceuticas.blogspot.com. Acesso em: 27 fev. 2012. Com base nas informações do texto, a quantidade máxima recomendada de aspartame, em mol, que uma pessoa de 70 kg de massa corporal pode ingerir por dia é mais próxima de Dado: massa molar do aspartame = 294 g/mol a) 1,3 × 10–4. b) 9,5 × 10–3. c) 4 × 10–2. d) 2,6. e) 823. Prof. Franco Pontes Reações Químicas 10 84. No Japão, um movimento nacional para a promoção da luta contra o aquecimento global leva o slogan: 1 pessoa, 1 dia, 1 kg de CO2 a menos! A ideia é cada pessoa reduzir em 1 kg a quantidade de CO2 emitida todo dia, por meio de pequenos gestos ecológicos, como diminuir a queima de gás de cozinha. Um hamburguer ecológico? É pra já! Disponível em: http://lqes.iqm.unicamp.br. Acesso em: 24 fev. 2012 (adaptado). Considerando um processo de combustão completa de um gás de cozinha composto exclusivamente por butano (C4H10), a mínima quantidade desse gás que um japonês deve deixar de queimar para atender à meta diária, apenas com esse gesto, é de Dados: CO2 (44 g/mol); C4H10 (58 g/mol) a) 0,25 kg. b) 0,33 kg. c) 1,0 kg. d) 1,3 kg. e) 3,0 kg. 85. Em setembro de 1998, cerca de 10.000 toneladas de ácido sulfúrico (H2SO4) foram derramadas pelo navio Bahamas no litoral do Rio Grande do Sul. Para minimizar o impacto ambiental de um desastre desse tipo, é preciso neutralizar a acidez resultante. Para isso pode-se, por exemplo, lançar calcário, minério rico em carbonato de cálcio (CaCO3), na região atingida. A equação química que representa a neutralização do H2SO4 por CaCO3, com a proporção aproximada entre as massas dessas substâncias é: Pode-se avaliar o esforço de mobilização que deveria ser empreendido para enfrentar tal situação, estimando a quantidade de caminhões necessária para carregar o material neutralizante. Para transportar certo calcário que tem 80% de CaCO3, esse número de caminhões, cada um com carga de 30 toneladas, seria próximo de a) 100. b) 200. c) 300. d) 400. e) 500. 86. O esquema ilustra o processo de obtenção do álcool etílico a partir da cana-de-açúcar. Em 1996, foram produzidos no Brasil 12 bilhões de litros de álcool. A quantidade de cana-de-açúcar, em toneladas, que teve de ser colhida para esse fim foi aproximadamente a) 1,7x108. b) 1,2x109. c) 1,7x109. d) 1,2x1010. e) 7,0x1010. 87. Na investigação forense, utiliza-se luminol, uma substância que reage com o ferro presente na hemoglobina do sangue, produzindo luz que permite visualizar locais contaminados com pequenas quantidades de sangue, mesmo em superfícies lavadas. É proposto que, na reação do luminol (I) em meio alcalino, na presença de peróxido de hidrogênio (II) e de um metal de transição (Mn+), forma-se o composto 3-amino ftalato (III) que sofre uma relaxação dando origem ao produto final da reação (IV), com liberação de energia (hν) e de gás nitrogênio (N2). (Adaptado. Química Nova, 25, no 6, 2002. pp. 1003-1011.)I II III IV + H2O2 + Mn+ → → + hν + N2 Dados: pesos moleculares: Luminol = 177, 3-amino ftalato = 164 Na análise de uma amostra biológica para análise forense, utilizou-se 54 g de luminol e peróxido de hidrogênio em excesso, obtendo-se um rendimento final de 70%. Sendo assim, a quantidade do produto final (IV) formada na reação foi de a) 123,9. b) 114,8. c) 86,0. d) 35,0. e) 16,2