Lista de Exercícios - Estequiometria

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIA
UNIDADE ACADEMICA DE ENGENHARIA QUÍMICA
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL
PERIODO: 2013/2
PROFESSORES: VIMARIO SIMÕES
ALUNO(A):__________________________________________________________
Lista : Estequiometria 
 	Obs.: Para solução das questões propostas e necessário o conhecimento dos cálculos de massa molar, composição química e uso de dados na tabela periódica. 
1. Caso Geral: A aspirina se forma na reação entre o ácido salícílico e o anidrido acético .
C7H6O3 (s) + C4H6O3 (l)  C9H8O4 (s) + CH3CO2H (aq)
 ácido salícílico anidrido acético aspirina acido acético
	Realizando uma reação com 600 g de cada reagente, qual a massa máxima de aspirina e de acido acético que se pode obter?
2. Reagente limitante: O cloreto de alumínio, AlCl3, é o reagente usado em diversos processos industriais. Pode ser obtido pelo tratamento de alumínio com cloro gasosp, conforme a seguinte equação:
2 Al (s) + 3 Cl2 (g)  2 AlCl3 (s)
 Qual o reagente limitante na reação entre 270 g de Alumínio e 405 g de cloro gasoso? Que massa de AlCl3 se obtém nessa reação? Que massa do reagente em excesso resta depois da reação terminar?
3. Pureza: O diborano, B2H6, é composto importante na síntese de novos compostos orgânicos. Uma das diversas maneiras de preparação deste composto de boro é através da reação:
2 NaBH4 (s) + I2 (s)  B2H6 (g) + 2 NaI (s) + H2 (g)
	Considerando o processo de uma amostra com 1200 g de NaBH4 e iodo em excesso e se obtenha 305 g de B2H6. Qual a pureza do reagente NaBH4 (s) 
4. Rendimento: A reação entre o zinco e o cloro foi usada como base na bateria do automóvel.
Zn (s) + Cl2 (s)  ZnCl2 (s)
	
	Qual a produção teórica, no ZnCl2, quando 355 g de zinco reagem com cloro em excesso? Se forem obtidos apenas 650 g de cloreto de zinco, qual o rendimento percentual neste composto?
DEMAIS
1. Quando 100 g de carbono combinarem-se com a quantidade estequiométrica exata de oxigênio (266g), para dar dióxido de carbono, qual a massa, em gramas, do CO2 que se obtém? Isto é, qual o rendimento teórico da reação? 
 2. Numa reação em que se queimam 1604 g de metano em oxigênio e considerando combustão completa. a) Quais os produtos da reação? b) Qual a equação equilibrada desta reação? c) Qual a massa, em gramas, do O2 consumido na reação completa? d) Qual a massa total dos produtos esperados?
3. Que massas de Ga e de As, em gramas, são necessárias para sintetizar 1,45g do arseneto de gálio, GaAs, material semicondutor? Calcular a composição em massa destes elementos no composto.
4. O alumínio reage com o oxigênio para dar o óxido de alumínio de acordo com a equação abaixo.
4 Al (s) + 3 O2 (g)  2 Al2O3 (s)
	Quando 16 mols de Aluminio reage, quantos mols de O2 serão necessários para completar a reação? Qual a massa (em gramas) do Al2O3 obtido considerando 100 % de rendimento?
5. O cobalto metálico reage com o ácido clorídrico de acordo com a seguinte equação não-equilibrada:
Co (s) + HCl (aq)  CoCl2 (aq) + H2 (g)
	Iniciando-se uma reação com 256g de cobalto metálico e ácido clorídrico em excesso, calcule as massas de cloreto de cobalto (II) e hidrogênio obtidas.
6. De acordo com as propriedades de muitos metais, o alumínio reage com um halogênio para produzir haleto metálico.
2 Al (s) + 3 Br2 (l) Al2Br6 (s)
	Tomando a base da reação acima com 256g de Al, quantos gramas de Br2 serão necessários para completar a reação? Quantos gramas de Al2Br6, sólido branco, se esperam obter, ou seja, considere um rendimento total em produto.
7. O monóxido de nitrogênio oxida-se ao ar para produzir o dióxido de nitrogênio, gás castanho-avermelhado.
2 NO (g) + O2 (g)  2 NO2 (g)
 Partindo de um experimento com 22 mols de NO, quantos mols e quantos gramas de O2 serão necessários para a reação completa? Qual a massa de NO2, em gramas, que se produz?
8. A etapa final no processo de obtenção de platina metálica que e utilizada nos conversores catalíticos dos automóveis segue a reação abaixo:
3(NH4)2PtCl6 (s) 3 Pt (s) + 2 NH4Cl (s) + 2 N2 (g) +16 HCl (g)
	Quando 1235 g de (NH4)2PtCl6 forem aquecidos para sua decomposição, que massa (g) de platina metálica se espera obter? Que volume nas condições ambientes de N2 se obtém ao mesmo tempo?
9. A equação de uma das reações do processo de redução de minério de ferro metálico é:
Fe2O3 (s) + 3 CO (g)  2 Fe (s) + 3 CO2(g)
 a) Qual a massa de ferro, em gramas, que se pode obter de 454 g de óxido de ferro (III)? b) Que massa de CO é necessária para reduzir o óxido de ferro (III) a ferro metálico?
10. Muitos haletos metálicos reagem com a água para dar óxido (ou o hidróxido) do metal e haleto de hidrogênio. Nesta reação o óxido de titânio (IV) formado fumega densamente no ar úmido.
TiCl4(l) + 2H2O (g)  TiO2 (s) + 4HCl(g)
 Quais as nomenclaturas dos quatro compostos presentes na reação? Partindo de 140 g de TiCl4, qual a massa, em gramas, da água necessária para a reação completa, e que massas dos produtos se esperam obter?
11. O dióxido de enxofre gasoso, SO2, pode ser removido do gás de chaminé por tratamento com calcário e oxigênio:
2 SO2 (g) + 2 CaCO3(s) + O2(g)  2CaSO4 (s) + 2CO2 (g)
 
	Que massa de CaCO3 é necessária para remover 1500 g de SO2 na chaminé de uma industria que libera este gás como consequência de um processo químico? Que massa de CaSO4 se forma quando o SO2 for completamente consumido?
12. O ferro reage com o oxigênio e produz óxido de ferro III, Fe2O3. Escreva a equação equilibrada desta reação. Considerando um prego de ferro comum, admitindo-se seja de ferro puro, conter uma massa de 5,58g, que massa de Fe2O3 será formada se todo o prego for convertido ao óxido?
12+1. A decomposição cuidadosa do nitrato de amônio, NH4NO3, produz monóxido de dinitrogênio, N2O, gás hilariante, e água. Escreva a equação equilibrada da reação de decomposição. Que massas de NO2 e de água se obtém de 500 g de NH4NO3?
14. A cisplatina, Pt(NH3)2Cl2, droga aplicada na quimioterapia do câncer, se obtém pela reação entre o (NH4)2PtCl4 e a amônia, NH3 . Além da cisplatina, o outro produto é o HCl. Escreva a equação equilibrada desta reação e em seguida calcule a massa de (NH4)2PtCl4 e de amônia serão necessárias para se obterem 250 g de cisplatina?
15. A reação entre o metano e a água é maneira de se preparar o hidrogênio.
CH4 (g) + H2O (g)  CO (g) + 3 H2 (g)
	Se a reação iniciar com uma mistura de 950 g de CH4 e 2400 g de água, qual a produção possível de gás hidrogênio, H2?
16. O metanol, CH3OH, é um combustível de queima limpa e de fácil manuseio. Pode ser preparado pela reação direta entre o CO e o H2 , que se obtém pela reação entre o vapor de água e o carvão, a quente.
CO (g) + 2 H2 (g)  CH3OH (l)
	
	Numa mistura de 200 g de H2 e 900 g de CO, qual o reagente limitante? Que massa, em gramas, do reagente em excesso resta depois de a reação se completar? Qual a produção teórica do metanol?
17. O dicloreto de dienxofre, S2Cl2, que é usado na vulcanização da borracha e obtido no tratamento do enxofre fundido pelo cloro gasoso.
S8 (l) + 4 Cl2 (g)  4 S2Cl2 (g)
	Numa mistura de 320 g de enxofre e 710 g de Cl2 . Através do conceito de reagente limitante, faca cálculos para identificar o reagente limitante. Que massa de S2Cl2 ,em gramas, pode ser obtida? Que massa do reagente em excesso fica restante depois da reação completar-se?
18. O gás amoníaco, NH3 (g), pode ser preparado pela reação entre um óxido básico, como o óxido de cálcio, e o cloreto de amônio, um sal básico:
CaO (s) + 2 NH4Cl (s)  2 NH3 (g) + H2O (g) + CaCl2 (s)
	Pela reacao de 200 g de CaO e 500 g de NH4Cl forem misturados,qual a produção máxima de NH3 ? Que massa do reagente em excesso resta depois de se ter formado a quantidade máxima de amoníaco?
19. O gás amoníaco pode ser preparado pela seguinte reação:
CaO (s) + 2 NH4Cl (s)  2 NH3 (g) + H2O (g) + CaCl2 (s)
	Se 1000 g de amoníaco forem obtidos, e a produção teórica for de 1500 g, qual o rendimento percentual no gás?
20. A reação entre o zinco e o cloro foi usada como base na bateria do automóvel.
Zn (s) + Cl2 (s)  ZnCl2 (s)
	
	Qual a produção teórica, no ZnCl2, quando 355 g de zinco reagem com cloro em excesso? Se forem obtidos apenas 650 g de cloreto de zinco, qual o rendimento percentual neste composto?
21. O dicloreto de dienxofre, composto com cheiro nauseabundo, pode ser preparado pela combinação direta entre o S8 e o Cl2, mas também pode ser obtido pela seguinte reação:
3SCl2 (l) + 4 NaF (s)  SF4 (g) + S2Cl2 (l) +4 NaCl (s)
Admita-se que se principie com 523 g de SCl2 e NaF em excesso. Qual a produção teórica no S2Cl2? Se for obtido somente 130 g de S2Cl2, qual o rendimento percentual do composto?
22. Uma amostra de 1250 g contém o composto muito reativo Al(C6H5)3. A reação entre a amostra e o HCl em solução aquosa leva à formação de 951 g de C6H6.
Al(C6H5)3(s) + 3HCl (aq)  AlCl3 (aq) + 3C6H6 (l)
Admitindo a conversão completa do Al(C6H5)3 aos produtos, qual a percentagem ponderal do Al(C6H5)3. no 1250g da amostra original?
23. O trifluoreto de bromo reage com óxidos metálicos para dar, quantitativamente, oxigênio gasoso. Por exemplo,
3TiO2 (s) + 4 BrF3 (l)  3 TiF4 (s) + 2 Br2 (l) + O2 (g)
	Suponhamos que você queira usar esta reação para determinar a percentagem ponderal de TiO2 numa amostra de minério. Para isto, recolhe o O2 gasoso desprendido na reação. Se 2370 g de minério de TiO2 provocam o desprendimento de 150 g de O2, qual a percentagem ponderal do TiO2 na amostra?
24. A fim de determinar a fórmula de composto de ferro e monóxido de carbono, Fex(CO)y, procede-se à sua combustão em atmosfera de oxigênio puro; a reação se passa conforme a seguinte equação não-equilibrada :
Fex(Co)y (s) + O2 (g)  Fe2O3 (s) + CO2 (g)
Se você queimar 1959 g de Fex(CO)y e obtiver 799 g de Fe2O3 e 2200g de CO2, qual a fórmula empírica do Fex(CO)y?