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Lista de Exercícios Resolvidos: Soluções, Reações, Estequiometria Prof. Hélio Anderson Duarte - Departamento de Química – ICEx, UFMG 1 Exercícios de Química Geral Resolvidos 1 – Uma amostra de 1 kg de calcário contém 90% de CaCO3, 5 % de MgCO3 e 5% de SiO2. O calcário é aquecido a 850 oC, ocorrendo as reações: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) MgCO3(s) → MgO(s) + CO2(g) SiO2(s) → Inalterado Determine a massa da mistura CaO + MgO + SiO2. RESOLUÇÃO: 1kg ou 1000 g de calcário contém: 90% de CaCO3 5% de MgCO3 5% de SiO2 1000 g ------------ 100% 1000 g --------------- 100% 1000 g ------------- 100% X ------------ 90% Y --------------- 5% Z ------------- 5% X = 900 g de CaCO3 Y = 50 g de MgCO3 Z = 50 g de SiO2 Massa Molar: CaCO3 = 100 g/mol CaO = 56 g/mol MgCO3 = 84 g/mol MgO = 40 g/mol Calculando: A) CaCO3 → CaO + CO2 1 mol : 1 mol : 1 mol (em proporção) Substituindo: 100 g de CaCO3 -------------- 56 g de CaO 900 g de CaCO3 -------------- X1 X1 = 504 g de CaO B) MgCO3 → MgO + CO2 1 mol : 1 mol : 1 mol (em proporção) Substituindo: 84 g de MgCO3 -------------- 40 g de MgO 50 g de MgCO3 -------------- X2 X2 = 23,9 g de MgO Assim sendo, a massa final será: 504 g de CaO mais 23,9 g de MgO, mais 50 g de SiO2 (que permaneceu inalterado), totalizando: 577,9 g RESPOSTA: 577,9 g Lista de Exercícios Resolvidos: Soluções, Reações, Estequiometria Prof. Hélio Anderson Duarte - Departamento de Química – ICEx, UFMG 2 2 – A equação abaixo representa de forma simplificada a obtenção do ferro a partir da hematita. Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO2(g) Calcule a quantidade de ferro obtida, em kg, se for usada uma tonelada de hematita com 40% de pureza e considerando que o rendimento da reação foi de 75%, na reação citada. RESOLUÇÃO: 1 ton de hematita contém: 1000 kg ------------- 100% X -------------- 40% X = 400 kg = 400.000 g = 4x105 g de Fe2O3 Massa Molar: Fe2O3 = 160 g/mol Fe = 56 g/mol Calculando: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 1 mol : 3 mol : 2 mol : 3 mol (em proporção) Substituindo: 160 g de Fe2O3 ----------------- 2 x 56 g de Fe 4x105 g de Fe2O3 ----------------- Y Y = 2,8x105 g = 2,8x102 kg = 280 kg de Fe 100% de rendimento --------------- 280 kg de Fe 75% de rendimento --------------- Z Z = 210 kg de Fe RESPOSTA: 210 kg de Fe Lista de Exercícios Resolvidos: Soluções, Reações, Estequiometria Prof. Hélio Anderson Duarte - Departamento de Química – ICEx, UFMG 3 3 – 1,40 g de iodo (I = 127 g/mol) foram dissolvidos em álcool; a seguir, juntou-se água até o volume de 250 mL. Dessa solução retiraram-se 25 mL, que foram titulados com 5 mL de tiossulfato de sódio 0,2 mol/L. Qual é a porcentagem de pureza do iodo analisado? I2(aq) + 2 Na2S2O3(aq) → 2 NaI(aq) + Na2S4O6(aq) RESOLUÇÃO: Cálculo do n o de mol de Na 2S2O3 no ponto de equivalência: no de mol de Na2S2O3 = C x V = 0,2 mol/L x 0,005 L = 0,001 mol de Na2S2O3 No ponto de equivalência: Então, seguindo a proporção: I2 + 2 Na2S2O3 → 2 NaI + Na2S4O6 1 mol : 2 mol : 2 mol : 1 mol (em proporção) 1 mol de I2 ---------- 2 mol de Na2S2O3 X ----------- 0,001 mol de Na2S2O3 X = 0,0005 mol de I2 numa alíquota de 25 mL. Assim: 0,0005 mol de I2 ------------- 25 mL de solução 1 mol de I2 ------------- 254 g Y ------------- 250 mL de solução 0,005 mol de I2 ------------ Z Y = 0,005 mol de I2 Z = 1,27 g de I2 Finalmente: 1,40 g de I2 ----------- 100% 1,27 g de I2 ---------- W W = 90,7% de I2 RESPOSTA: 90,7% de I 2 Lista de Exercícios Resolvidos: Soluções, Reações, Estequiometria Prof. Hélio Anderson Duarte - Departamento de Química – ICEx, UFMG 4 4 – Barrilha, que é o carbonato de sódio (Na2CO3) impuro, é um insumo básico da indústria química. Uma amostra de barrilha de 10 g foi totalmente dissolvida com 800 mL de ácido clorídrico 0,2 mol/L. O excesso de ácido clorídrico foi neutralizado com 250 mL de NaOH 0,1 mol/L. Qual é o teor de carbonato de sódio, em porcentagem de massa, na amostra de barrilha? Reações: Na2CO3(s) + 2 HCl(aq) → 2 NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) HCl(aq) + NaOH → NaCl(aq) + H2O(l) RESOLUÇÃO: Massa Molar: Na2CO3 = 106 g/mol No de mol de HCl adicionado no início: HCl inicial = C x V = 0,2 mol/L x 0,8 L = 0,16 mol de HCl. No de mol de HCl em excesso : NaOH que reagiu na titulação: no de mol de NaOH = C x V = 0,1 mol/L x 0,25 L = 0,025 mol de NaOH. Como: HCl(aq) + NaOH → NaCl(aq) + H2O(l) 1 mol : 1 mol : 1 mol : 1 mol (em proporção) 1 mol de NaOH ------------ 1 mol de HCl 0,025 mol de NaOH ------------ X X = 0,025 mol de HCl em excesso. Portanto só reagiu: 0,16 mol – 0,025 mol = 0,135 mol de HCl Na reação: Na2CO3(s) + 2 HCl(aq) → 2 NaCl(aq) + CO2(g) + H2O(l) 1 mol : 2 mol : 2 mol : 1 mol : 1 mol (em proporção) 1 mol de Na2CO3 ------------ 2 mol de HCl Y ------------ 0,135 mol de HCl Y = 0,0675 mol de Na2CO3 realmente reagiram no início Assim: 1 mol de Na2CO3 ---------- 106 g 0,0675 mol de Na2CO3 ---------- Z Z = 7,155 g de Na2CO3 contidos nas 10 g de barrilha. 10 g de barrilha ----------- 100% 7,155 g de Na2CO3 ---------- W W = 71,55% de Na2CO3 RESPOSTA: 71,55% de Na 2CO3