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Lista 3. 1. Sob condições adequadas, nitrogênio (N2(g)) e hidrogênio (H2(g)) reagem para formar amônia (NH3(g)). Considere a mistura de N2(g) e H2(g) mostrada no diagrama abaixo. As esferas em azul representam o nitrogênio e as esferas em branco representam o hidrogênio. Desenhe uma representação da mistura assumindo que a reação ocorre completamente. Como você chegou a sua representação? Qual o reagente limitante neste caso? 2. A reação termita é uma reação frequentemente utilizada para produzir ferro metálico líquido a partir de óxido de ferro(II) e alumínio. Acesse o link https://www.youtube.com/watch?v=5uxsFglz2ig para observar como essa reação ocorre. Uma mistura de 10,325 g de óxido de ferro(II) e 5,734 g de alumínio metálico é colocada para reagir sob temperatura elevada. Os produtos da reação são ferro líquido e trióxido de dialumínio. Escreva a equação química que representa a reação; indique o reagente limitante, a porcentagem do reagente em excesso e a quantidade máxima de ferro que pode ser produzida com essa reação. 3. No laboratório, o cloreto de hidrogênio (HCl(g)) é preparado pela ação do ácido sulfúrico concentrado sobre o cloreto de sódio, conforme representado pela equação química abaixo: NaCl(s) + H2SO4(conc.) → HCl(g) + NaHSO4(aq) a) Suponha que foram utilizados 17,00 g de NaCl e 25,00 mL de uma solução de H2SO4(conc.). Por meio de cálculos, indique o reagente limitante, o reagente em excesso e a quantidade percentual do excesso. Considere: H2SO4(concentrado): d = 1,84 g/mL e 96,5% em massa. b) Determine o rendimento teórico da reação, ou seja, a massa de HCl formada. c) O ácido clorídrico obtido foi recolhido em um balão volumétrico de 250,00 mL e o volume foi completado com água destilada. Uma alíquota de 20,00 mL de uma solução padrão de Na2CO3 (0,253 mol/L) reage com 13,20 mL da solução de HCl preparada. Escreva a equação iônica simplificada que representa a reação que ocorre, determine a concentração em quantidade de matéria da solução de HCl preparada. NaCl (MM = 58,443 g mol -1 ); H2SO4 (MM = 98,078 g mol -1 ); HCl (MM = 36,461 g mol -1 ); Na2CO3 (MM = 105,988 g mol -1 ). 4. Em um experimento 4,14 g do elemento fósforo foi combinado com o cloro para produzir 27,8 g de um composto sólido branco. Qual é a fórmula empírica? (Massa atômica: P=30,97u ; Cl=35,45u ). 5. A amônia é produzida industrialmente pela reação entre nitrogênio e hidrogênio gasoso: N2(g) + 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) Quantos gramas de NH3 podem ser produzidos conforme a reação de (a) 0,207 mol de N2? (b) 0,207 mol de H2? (c) 22,6 g de N2 (d) 22,6 g de H2 (e) 5,47 x 10 24 moléculas de H2? Em cada caso, assuma que haja pelo menos uma quantidade estequiométrica do outro reagente presente. 7. Dióxido de Enxofre, SO2, reage com o oxigênio gasoso sob condições apropriadas para formar trióxido de enxofre,SO3. Para cada um dos seguintes casos, determine o maior número de moléculas de SO3 que podem ser produzidas a partir das quantidades dadas dos reagentes: (a) 100 moléculas de SO2 e 100 moléculas de O2 (b) 400 moléculas de SO2 e 100 moléculas de O2 (c) 381 moléculas de SO2 e 185 moléculas de O2. 8. Considerando a reação do problema 7, para cada um dos seguintes casos, determine o maior número de gramas de SO3 que poderia ser produzido das quantidades dadas dos reagentes : (a) 0,300 mol de SO2 e 0,300 mol de O2 (b) 0,700 mol de SO2 e 0,300 mol de O2 (c) 2,61 g de SO2 e 1,41 g de O2. 9. Calcule a concentração em quantidade de matéria de NaCl em uma solução preparada pela adição de 0,423 mol de NaCl com suficiente água para preparar 0,479 L de solução. 10. 125 cm 3 de NaCl 2,46 mol/L são diluídos para um volume final de 845 cm 3 . Qual é concentração em quantidade de matéria do NaCl na solução final? 11. 40 mL de NaCl 0,105mol/L e 65,0mol de NaCl 0,190 mol/L são misturados. Se o volume final é 105,0 mL, qual é a concentração em quantidade de matéria por volume do NaCl na solução final? 12. Se 47,8 mL de HCl 0,105mol/L são necessários para a completa neutralização de 25,0 mL de uma solução de Ba(OH)2, qual é a concentração em quantidade de matéria desta base? 13. Escreva a equação química (“molecular” e iônica simplificada) e balanceada para os seguintes casos: (a) carbonato de cálcio sólido dissolve-se em HCl diluído com evolução do gás CO2 (b) BaSO3 sólido dissolve-se em HCl diluído com evolução de gás SO2 (c) CdS sólido dissolve-se em HCl diluído com evolução de gás H2S (d) Uma solução de NH4Cl é misturada com uma de NaOH para formar gás NH3. NH4Cl e NaOH são eletrólitos fortes. 14. Usando o método das semi-reações, balanceie a equação de cada uma das seguintes reações que ocorrem em meio básico: (a) ClO- + I- →Cl- +I2 (b) Br2 → BrO3 - + Br - (c) CrO4 2- + C2O4 2- → CrO2 - + CO3 2- 15. Sugerir três soluções que poderiam ser empregadas para precipitar PbCl2 de uma solução de Pb(NO3)2. 16. Frente à água, você esperaria que as espécies abaixo atuassem como ácidos ou bases de Bronsted-Lowry? NH3, H2PO4 - , SO4 2- , OCl - Escreva equações que justifiquem a sua classificação. 17. (a) Qual a diferença entre os conceitos ácido-base de Arrhenius e Bronsted- Lowry? (b) NH3(g) e HCl(g) reagem para formar o sólido iônico NH4Cl(s). Trata- se de uma reação ácido-base? Explique utilizando um dos dois conceitos mencionados e indique qual espécie atua como ácido e qual espécies atua como base. 18. Embora o HCl e o H2SO4 possuam propriedades muito diferentes enquanto substâncias puras, suas soluções aquosas possuem algumas propriedades em comum. Liste ao menos duas propriedades destas soluções e explique o comportamento comum em termos das espécies presentes.
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