Gabarito Ciência dos Materiais - Lista 1

Prévia do material em texto

�
Universidade Regional de Blumenau – Centro de Ciências Tecnológicas
Departamento de Engenharia de Produção e Design
Curso de Engenharia de Produção
Ciências dos Materiais I - Professora Dra. Deyse E O S Carpenter
______________________________________________________________
EXERCÍCIOS E GABARITO
Um Engenheiro quer preparar uma liga metálica que contenha a seguinte proporção de metais: 10:4:0.25 respectivamente alumínio, cobre, estanho. Quantos mols de cada metal ele precisará misturar para obter 500 gramas da liga?
	
14,25 ----- 100%
10 ------- X ?
X = 70.17%
 500 ---- 100%
 Y ----- 70.17
 Y=350.85g
	
14,25 ----- 100%
 4 ------- Z ?
 Z=28.07%
 500 ---- 100%
 M ------ 28.07%
 M=140.35
 
	
14,25 ---- 100%
 0.25 ---- N?
 N=1.754
Uma solda chumbo/estanho foi preparada contendo 26% de estanho e o restante de chumbo. Quantos átomos de cada componente teremos em 200g da liga.
	
200g x 26/100=52g
Sn = 118.71g/mol
118.71g/mol ---- 6.02x1023
52g ----- X
X=2.637x1023 átomos
	
200g x 74/100=148g
Pb=207.2g/mol
207.2g/mol ------6.02x1023
148g ------- Y
Y=4.3x1023
Quantos gramas de cada componente são necessários para produzir 300g de uma liga metálica com fórmula A3B5., sendo A=cobre e B=zinco?
3 mols de cobre
5 mols de zinco
	63.5g/mol ----- 1 mol
X ----- 3mols
X=190.5g
	65.40g/mol ----- 1 mol
X ----- 5mols
X=327.0 g
190.5g +327.0g = 517.5g
517.5g ---- 190.5g
300.0g ---- x
X=110.43g
Calcule o número de átomos contidos em um cilindro de 1µm de diâmetro por 2.8 µm de comprimento. para: a) Magnésio; b) chumbo.
DMg=1.743g/cm3 	MAMg=24.3 g/mol
DPb=11.4g/cm3 MAPb=207.2 g/mol
Vcilíndro=πR2h= 2.19898x10-12cm3
	nátomosMg=1.743g/cm3 x 2.19898x10-12cm3 x 6.02x1023at/24.3 g/mol
nátomosMg=9.495x1010átomos
nátomosPb=11.4g/cm3 x 2.19898x10-12cm3 x6.02x1023at/207.2g/mol
nátomosPb=7.283x1010átomos
Considerando a densidade do óxido de magnésio 1.74 g/cm3, determine a massa de um tijolo refratário de óxido de magnésio de 50mm x 100mm x200 mm de dimensões.
		1molMgO= 24.3g+16g=40.31g	
		D=M/V					M=DxV = 1.74 g/cm3x1000 cm3
		V=LxLxL=5cmx10cmx20cm=1000cm3	M=1740g
Calcule as dimensões de a) um cubo contendo 1 mol de cobre e, b) um cubo contendo 1.24 mols de chumbo.
D=M/V 8,95g/cm3=63.5g/mol/V V=7.0949 Vcubo=l3 l=1.9215cm
11.4g/cm3=207.2g/mol/V 	V=2362.08 l=13.317cm
Qual a massa de um átomo do elemento Z sendo que 2.4 x 10-3 moles de Z têm 9.11 x 10-2g.
2.4x10-3mols ---- 9.11x10-2g 
1mol ---- X
X=37,958g/mol
Massa de 1 átomo = 37.958g/6.02x1023=6.3053x10-23g/átomo
Uma solda possui 55% ponderal de Sn e 45% de Pb. Quais as % atômicas de Sn e Pb na solda?
	
	Sn: 118,71g/mol --- 6.02x1023átomos
 55g -------- X=2.76x1023átomos
	Pb: 207,2g/mol	--- 6.02x1023átomos
45g ------ Y= 1.31x1023átomos
200 g de uma liga Monel com 65% de Ni e 35% de Cu possui quantos moles de Ni?
200x0.65=130g Ni
58.69g----- 1 mol
130g ----- X=2.21 mols
Um composto intermetálico tem fórmula química NixAly, sendo x e y números inteiros, e contém 42.10% ponderal de Ni e 57.90% ponderal de Al. Qual o valor de x e y?
Ni: 	58.69---1mol
42.1 ---- X= 0.72 mols
Al: 	26.98g --- 1 mol
	57,9 ---- Y= 2.14 mols
 2.14/0.72=2.97= 3.0
2.14/2.14=1		portanto,
Ni1Al3	
Quantos gramas de enxofre existem em 3.46 moles de enxofre?
1 mol		–	32,07g X = 110,96g
3,46 moles 	– 	X
Quantos moles de prata existem em 180 g de prata?
 1 mol	 – 	107,87g X = 1,67 moles
X	 – 	180g
Determine a massa molecular do hidróxido de cálcio e do nitrato de bário?
Ca(OH)2 – 	Ca = 1 . 40,08 = 40,08
		O = 2 . 16,00 = 32,00
		H = 2 . 1,01 = 2,02
				 74,10
Ba(NO3)2 –	Ba = 1 . 137,33 = 137,33
		N = 2 . 14,01 = 28,02
		O = 6 . 16,00 = 32,00
				 261,35
�
Após ionização o íon cloreto é maior do que o átomo de cloro. Porquê?
Após ionização o íon cloreto é maior do que o átomo de cloro. porquê a entrada de um eletron na camada de valência aumenta a repulsão entre os eletrons das duas últimas camadas levando o íon a um raio maior do que o átomo.
Faça a distribuição eletrônica do Fe, Fe2+, Fe3+.
Fe – 1s22s22p63s23p64s23d6
Fe2+ – 1s22s22p63s23p63d6
Fe3+ – 1s22s22p63s23p63d5
Descreva os três principais tipos de ligações químicas (covalente, iônica e metálica).
Covalente: ligação forte com compartilhamento de elétrons, porém estes não são livres o par formado está contido em um orbital que é uma região de energia superior a energia de repulsão dos elétrons entre si.
Iônica: ligação forte, porém seus elétrons não são compartilhados a ligação ocorre por forças eletrostáticas entre dois íons de cargas opostas que se formam em uma etapa anterior de ionização. Nesta ligação os elétrons também não são livres estando os íons positivos e negativos dispostos ordenadamente em um reticulado de forma a estarem parificados.
Metálica: ligação forte, onde não ocorre formação de pares de elétrons nem pares iônicos, na ligação metálica o que mantém os átomos unidos é uma nuvem de elétrons (cargas negativas) atraindo cernes (átomos que ficam com falta momentânea de elétrons) positivos. Nesta ligação os elétrons de valência são livres para saírem da última camada que será novamente preenchida por outro elétron, sendo este movimento de saída e entrada constante.