Lista 03 Balanceamento e estequiometria

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Lista 03: Balanceamento e Cálculos estequiométricos
INTRODUÇÃO _____________________________________________________________________
 
O objetivo deste material é apresentar os métodos de balanceamento de equações existentes. 
Para que uma equação encontre-se devidamente balanceada, é necessário que se tenha um balanço de cargas, ou seja, a carga final dos produtos deve ser igual à carga final dos reagentes e que átomos de um mesmo elemento químico estejam presentes em igual quantidade tanto nos reagentes quanto nos produtos. 
Costuma-se sempre utilizar os menores números inteiros para o balanceamento de uma equação química. 
Método das Tentativas 
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 Consiste em, como o nome sugere, balancear a equação química por meio de tentativas sucessivas para achar os coeficientes que corretamente completam a equação. 
 Não será dada nenhuma ênfase especial a esse método.
Método algébrico 
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Consiste em atribuir coeficientes algébricos à equação para serem futuramente determinados por meio da resolução de um sistema. 
É em geral bastante eficaz, mas pode vir a tornar-se bastante trabalhoso dependendo do número de espécies envolvidas na equação. 
Método da oxi-redução 
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Consiste em igualar o número de elétrons cedidos pela espécie(s) que se oxida(m) com o número de elétrons recebido pela(s) espécie(s) que se reduz(em). 
 Calcula-se inicialmente a variação de NOX sofrida pelas espécies que se oxidam/reduzem. Feito isso, calcula-se o delta de cada espécie, isto é, a variação do NOX sofrida multiplicada pela atomicidade da espécie nos produtos (direita) ou nos reagentes (esquerda) – uma vez escolhido onde será feita a contagem da atomicidade, deve-se sempre fazer a contagem nesse lado. 
 Calculado o delta de cada espécie, somam-se os deltas das espécies que se oxidam de modo a obter-se o delta de oxidação. De forma análoga procede-se com o delta das espécies que se reduzem. 
Uma vez obtido o delta de oxidação e o delta de redução faz-se uma inversão de seus valores, isto é, nas espécies que colaboraram para o delta de oxidação coloca-se como coeficiente do balanceamento o número correspondente ao delta de redução e nas espécies que colaboraram para o delta de redução coloca-se como coeficiente de balanceamento o número correspondente ao delta de oxidação – o coeficiente deve ser colocado no lado em que foi feita a contagem de atomicidade das espécies. 
Exemplo 02:
Au + HCl + HNO3 NO + HAuCl4 + H2O
EXERCÍCIOS:
Faça o balanceamento das equações de acordo com o método exigido ao lado de cada:
a) Na2CO3 + HCl NaCl + H2O + CO2 (Algébrico)
b) NH4Cl + Ba(OH)2	 BaCl2 + NH3 + H2O (Algébrico)
c) Na2O + (NH4)2SO4	 Na2SO4 + H2O + NH3 (Algébrico)
d) KMnO4 + H2SO4	 Mn2O7 + K2SO4 + H2O ( Algébrico) 
e) P + HNO3 H3PO4 + NO2 + H2O (Método Oxi-redução)
f) HgS + HCl + HNO3 → H2HgCl4 + NO + H2O + S (Método Oxi-redução)
g) KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O (Método Oxi-redução)
2) Na reação gasosa N2 + H2  NH3, qual a massa, em g,  de NH3 obtida, quando se reagem totalmente 18g de H2?
3) Na reação gasosa N2 + H2  NH3, qual o volume de NH3 obtido nas CNTP, quando se reagem totalmente 18g de H2?
4)Na reação gasosa N2 + H2  NH3, qual o número de moléculas de NH3 obtido, quando se reagem totalmente 18g de H2?
5) Em 200g de calcário encontramos 180g de CaCO3 e 20g de impurezas. 
a) Qual o grau de pureza do calcário?
b) Qual a porcentagem de cálcio na amostra?
6) Uma amostra de 200 kg de calcário (com teor de 80% de CaCO3)foi tratada com ácido fosfórico - H3PO4 -  conforme a equação química balanceada: 
CaCO3 + H3PO4   Ca3(PO4)2 + H2O + CO2.  Calcule a massa de Ca3(PO4)2 formado.
7)  A combustão do metanol (CH3OH) pode ser representada pela equação não balanceada: CH3OH + O2   CO2 + H2O. Quando se utilizam 5,0 mols de metanol nessa reação, quantos mols de gás carbônico são produzidos? 
8) (UECE) Uma vela de parafina queima-se, no ar ambiente, para formar água e dióxido de carbono. A parafina é composta por moléculas de vários tamanhos, mas  utilizaremos para ela a fórmula C25H52. 
Tal reação representa-se pela equação: C25H52 + O2    H2O + CO2 . Responda:
a)Quantos mols de oxigênio são necessários para queimar um mol de parafina?
b)Quanto pesa esse oxigênio?
9) (Fuvest-SP) Segundo a equação: Na2CO3 + CaCl2    CaCO3 + NaCl.
a) Qual a quantidade máxima, em gramas, de carbonato de cálcio que pode ser preparada misturando-se 2 mols de carbonato de sódio com 3 mols de cloreto de cálcio?
b) Quem é o reagente limitante?
10) Considere a seguinte reação corretamente balanceada:
Na(l) + Al2O3(s) → Al(l) + Na2O(s)
a) Determine o reagente limitante e o reagente em excesso dessa reação quando 5,52g de sódio reage com 5,10 g de Al2O3.
b) Qual é a massa de alumínio produzida?
c) Qual é a massa do reagente em excesso que permanecerá sem reagir no final do processo?
11) 400g de NaOH são adicionados a 504g de HNO3. Calcule a massa NaNO3 obtida e a massa do reagente em excesso. (Dados: Massa molar HNO3; 63g/mol; Massa molar NaNO3: 85g/mol)
NaOH + HNO3 ————–> NaNO3 + H2O
12) O álcool etílico, C2H5OH, usado como combustível, pode ser obtido industrialmente pela fermentação da sacarose, representada simplificadamente pelas equações:
 C11H22O11 + H2O 2C6H12O6 
2C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2‚ 
Partindo-se de uma quantidade de caldo de cana, que contenha 500 kg de sacarose, e admitindo-se um rendimento de 68,4%, a massa de álcool obtida em kg será: Dados: C = 12, H = 1, O = 16 
a) 44
b) 46
c) 92 
d) 107 
e) 342
13) Na neutralização total de 80,0g de hidróxido de sódio por 98,0g de ácido sulfúrico a 25°C, a quantidade de água obtida é igual a: 
a) 1 mol de moléculas
b) duas moléculas 
c) 1,204.1024 moléculas 
d) 18 gramas 
e) 2 moles de 22,4 L
14) O carbeto de cálcio pode ser empregado como gerador de gás acetileno ao reagir com água. A equação da reação é: 
CaC2 + 2H2O C2H2 + Ca(OH)2
A quantidade mínima de carbeto de cálcio, em gramas, necessária para produzir 5,6 metros cúbicos de gás acetileno, medidos nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), é: Dados: Volume molar (nas CNTP) = 22,4 dm3/mol.
 Massas molares (em g/mol): Ca = 40,0; O = 16,0; H = 1,0; C = 12,0
a) 1600 
b) 3200 
c) 6400 
d) 16000 
e) 32000
15) Balanceando-se a reação Al2(SO4)3 +3 Ca(OH)2 y Al(OH)3 + z CaSO4 corretamente, obtém-se os valores de y e z. Qual a massa necessária de Ca(OH)2 para reagir completamente com w quilogramas de Al2 (SO4)3? Dados: Massas Molares de Al2 (SO4)3 =342g.mol-1 ; Ca(OH)2=74g.mol-1 . w = y + z 
a) 3,25 quilogramas 
b) 5,40 quilogramas
 c) 4,62 quilogramas 
d) 1,08 quilogramas
 e) 67,57 gramas
16) O álcool etílico ingerido pelo ser humano é transformado, pelo fígado, em acetaldeído, uma das substâncias responsáveis pelas dores de cabeça da chamada "ressaca". Sabendo-se que essa reação ocorre na proporção molar é de 1:1, a massa de acetaldeído produzida após ser ingerido 200ml de um vinho com 5% em massa de álcool será, em g: 
Dados: Densidade do vinho: 0,9 g/ml
Considerar 100% do rendimento 
Massas atômicas: C = 12,0 u H = 1,0 u O = 16,0 u 
a) 4,30 
b) 8,60 
c) 20,00 
d) 40,00 
e) 86,00