Cálculos Químicos

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Fazendo a média ponderada temos:
20,00 . 90,92 + 21,00 . 0,26 + 22,00 . 8,82 = 20,179 u
100
Massa Atômica 
M= M1.X + M2.Y/100 X+Y =100
Massa molar dos elementos
A massa molar de um elemento se relaciona com a massa atômica em g/mol. Desse modo, para saber a massa molar de um elemento atômico, devemos procurar seu respectivo número de massa atômica na Tabela Periódica dos Elementos e acrescentar a unidade g/mol (ou g.mol-1). Alguns exemplos de massa molar de elementos:
Hidrogênio (H): 1,0u x 1,0 g/mol = 1,0 g/mol
Carbono (C): 12,0u x 1,0 g/mol = 12,0 g/mol
Cobalto (Co): 59,0u x 1,0 g/mol = 59 g/mol
Massa molar em compostos
A massa molar em compostos moleculares se relaciona com as massas atômicas dos elementos que constituem estes compostos como também com a quantidade de átomos que apresenta na molécula.
Gás metano (CH4) = [1x(12,0 g/mol) + 4x(1,0 g/mol)] = 16 g/mol
Etanol (C2H5OH) = [6x(1,0 g/mol)+ 2x(12,0 g/mol) + 1x(16,0 g/mol)] = 46 g/mol
Relação entre a massa molar e o número de mols
No cálculo estequiométrico é bastante comum relacionar a massa molar com o número de mols em determinada reação
Usando a relação anterior, temos:
1 mol ———- 1,0g/mol (massa molar do átomo)
X ———- —5,0g
X = (5,0g)x (1 mol)/(1,0 g) = 5 mols de Hidrogênio
O volume molar corresponde ao volume ocupado por 1 mol de qualquer gás perfeito nas mesmas condições de temperatura e pressão.
Geralmente, consideram-se as CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão), em que a pressão é igual a 1 atm e a temperatura é de 0º C (temperatura de fusão do gelo). Como se trata de gases, é necessário considerar a temperatura termodinâmica, ou seja, na escala kelvin, em que 0º C é igual a 273 K.
Nas CNTP, o volume ocupado por qualquer gás é de 22,4 L.
A constante de Avogadro é um número bastante utilizado para determinar a quantidade de (átomos, moléculas ou partículas fundamentais) de uma certa quantidade de matéria
6,02 x 1023
1 Em 1815, o médico inglês William Prout formulou a hipótese de que as massas atômicas de todos os elementos químicos corresponderiam a um múltiplo inteiro da massa atômica do hidrogênio. Já está comprovado, porém, que o cloro possui apenas dois isótopos e que sua massa atômica é fracionária. Os isótopos do cloro, de massas atômicas 35 e 37, estão presentes na natureza, respectivamente, nas porcentagens de:
x + y = 100%
ou
x = 100 – y
100
35,5 = 35.x + 37.y
         100
35,5.100 = 35x + 37y
3550 = 35.(100 – y) + 37y
3550 = 3500 – 35y + 37y
3550 - 3500 = – 35y + 37y
50 = 2y
 80 = y
2     
y = 25 %
x = 100 – y
x = 100 – 25
x = 75%
2 Quantas vezes a massa da molécula de glicose (C6H12O6) é maior que a da molécula de água (H2O)? (Dados: massas atômicas: H = 1; O = 16, C = 12).
A massa molecular da glicose é dada por:
MM = C6 H12 O6
MM = (6 . 12) + (12 . 1) + (6 . 16) = 72 + 12 + 96 = 180 u
Já a massa molecular da água é dada por:
MM = H2 O
​MM = (2 . 1) + (1 . 16) = 18 u
Assim, a massa da molécula de glicose (C6H12O6) é 10 vezes maior que a da água: 180 / 18.
40 g Ca ----------- 6 × 1023 átomos de Ca (equivalente a 1 mol)
1g Ca ----------------- x
X = 6 × 102340
X = 0,15 × 1023
X = 1,5 × 1022 átomos de Ca
3 O brasileiro consome em média 500 miligramas de cálcio por dia, quando a quantidade recomendada é o dobro. Uma alimentação balanceada é a melhor decisão para evitar problemas no futuro, como a osteoporose, uma doença que atinge os ossos. Ela se caracteriza pela diminuição substancial de massa óssea, tornando os ossos frágeis e mais suscetíveis a fraturas.
Disponível em: www.anvisa.gov.br. Acesso em: 1 ago. 2012 (adaptado).
Considerando-se o valor de 6 × 1023 para a constante de Avogadro e a massa molar do cálcio igual a 40 g/mol, qual a quantidade mínima diária de átomos de cálcio a ser ingerida para que uma pessoa supra suas necessidades?
Sob condições apropriadas, gás acetileno (C2H2(g)) e ácido clorídrico reagem para formar cloreto de vinila, C2H3Cl(g). Essa substância é usada para produzir policloreto de vinila (P.V.C.) – plástico – e foi considerada recentemente carcinogênica. A reação na formação do C2H3Cl pode ser representada pela equação:
C2H2(g) + 1 HCl(aq) → C2H3Cl(g)
Quando se obtêm 2 mol de cloreto de vinila, o volume de gás acetileno consumido, nas CNTP (0ºC e 1 atm), é igual a:
 C2H2 + 1 HCl → 1 C2H3Cl
1 mol –------- 22,4 L
2 mol –------- V
V = 44,8 L.
1 Sabe-se que, quando uma pessoa fuma um cigarro, pode inalar de 0,1 a 0,2 mg de nicotina. Descobriu-se em laboratório que cada miligrama de nicotina contém 74,00% de carbono; 8,65% de hidrogênio e 17,30% de nitrogênio. Calcule a fórmula mínima da nicotina. (Massas atômicas: C = 12, H = 1, N = 14).
Temos que C = 74,00%, H = 8,65% e N = 17,30%, o que significa que, em 100 g de nicotina, há C = 74,00 g, H = 8,65 g e N = 17,30 g.
C = 74,00 g = 6,167 mol
     12 g/mol
H = 8,65 g = 8,65 mol
     1 g/mol
H = 17,30 g = 1,236 mol
     14 g/mol
número (1,236):
C = 6,167 = 4,9 = 5
      1,236
H = 8,65 g = 6,99 = 7
       1,236
N = 1,236 = 1
      1,236
A fórmula mínima ou empírica da nicotina é dada por: C5H7N.
2  Na Antártida, certo cientista brasileiro estuda a ação dos gases do tipo clorofluorcarbono (CFC) sobre a camada de ozônio. Usando um balão-sonda, coletou uma amostra de ar estratosférico, da qual isolou um desses gases. Na análise de composição da substância isolada, detectou 31,4% de flúor (F) e 58,7% de cloro (Cl). A partir desses dados, concluiu que a fórmula mínima do composto é: Considerando uma amostra de 100g de CFC, temos que transformar a proporção porcentual para a proporção em massa de cada elemento na amostra. Assim, se são 31,4 % de F, serão 31,4 g de F e se são 58,7 % de Cl, serão 58,7 g de Cl. A massa do carbono é conseguida diminuindo a massa total pelas massas do flúor e do cloro:
Massa do C = 100 – (31,4 + 58,7) = 9,9 % = 9,9 g
Dividindo pelas respectivas massas molares para saber quanto correspondem em quantidade de matéria (mol):
C = __9,9 g___  =  0, 8 mol
       12,01 g/mol
F = __31,4 g___ = 1,65 mol
        19,00 g/mol
Cl = __58,7 g___ = 1,65 mol
        35,46 g/mol
Para se tornarem números inteiros, basta dividir todos os valores pelo menor número (0,8):
C =  0,8  =  1
       0,8
F = 1,65 = 2
        0,8
Cl = 1,65 = 2
        0,8
Portanto, a fórmula mínima é: CF2Cl2. A alternativa “b” é a correta.
3A análise química de uma amostra revela a seguinte relação entre os elementos químicos formadores da substância: 0,25 mol de H, 0,25 mol de S e 1,0 mol de O. Pode-se concluir que a fórmula mínima da substância é:
H = 0,25 = 1
      0,25
S = 0,25 = 1
      0,25
O = 1,0 = 4
      0,25
A fórmula mínima ou empírica da substância é HSO4
4Em 5,32 g de pirofosfato de sódio contêm 1,84 g de sódio, 1,24 g de fósforo e 2,24 g de oxigênio. Para descobrir a porcentagem, em massa, de cada um desses elementos, basta fazer uma regra de três simples:
- Sódio            :                                  - Fósforo:                               - Oxigênio:
5,32 g ----------- 100%           5,32 g --------- 100%              5,32 g -------- 100%
1,84 g------------ x                   1,24 g------------ x                   2,24 g------------ x
x = 34,59% de Na                 x = 23,31% de P                   x = 42,10% de O
5 Usando um espectrômetro de massas determinou-se que a massa molar da vitamina C é 176,12 g/mol. Sabe-se que a fórmula empírica ou mínima dessa substância é C3H4O3. Com base nessas informações, qual é a fórmula molecular da vitamina C?
C = 12,01 . 3 = 36,03
H = 1,008 . 4 = 4,032
O =16. 3 = 48__________
Massa de C3H4O3 = 88,062
Em seguida, calculamos quantas vezes a fórmula mínima “cabe” na fórmula molecular da vitamina C:
       Massa molecular____= 176,12 = 2
Massa da fórmula mínima     88,062
Isso significa que a proporção de átomos na fórmula molecular é 2 vezes a indicada pela fórmula mínima: 2 . (C3H4O3):
C = 3. 2= 6
H = 4.2=8
O=3. 2= 6
A fórmula molecular da vitamina C é C6H8O6
Sais
São formados principalmente pela reação entre um ácido e uma base (Neutralização
Ácido + Base→ Sal + Água
HA + BOH → AB + H2O
3 HCl + Al(OH) 3 → Al(Cl)3 + 3H2O
Nomenclatura de sais
Per - Ato +7
Ato +5 ou +6
ITO +3 ou +4
Hipo- Ito +1 ou +2
KCl cloreto de potássio
K2S sulfeto de potássio
NaI iodeto de sódio
AlCl3 cloreto de alumínio
BaBr2 brometo de bário
KCl04 perclorato de potássio
Na2S04 sulfato de sódio
NaN02 nitrito de sódio
BaS03 sulfito de bário
NaCl0 hipoclorito de sódio
FeCl2 Cloreto de ferro II ou ferroso
FeCl3 Cloreto de ferro III ou férrico
Oso menor nox
Ico maior nox
Óxidos são substâncias que possuem oxigênio ligado a outro elemento químico
Óxidos metálicos são formados por um metal e o oxigênio
Óxidos moleculares são formados por um ametal e o oxigênio
Ca0 metálico
C02 molecular
Óxidos ácidos: também chamados de anidridos, eles se formam a partir da reação com água originando ácidos. Exemplo: o ácido sulfúrico (H2SO4) se forma a partir do trióxido de enxofre (SO3) em presença de água (H2O). O Nox do ametal varia de +3 a +6
Exemplos
S02 N203
S03
S03 + H20 → H2SO4
Óxidos Básicos
Formados por metais alcalinos ou alcalinos terrosos, os óxidos básicos possuem caráter iônico ao reagirem com
Água produzem bases 
Exemplos:
Na2O (óxido de sódio)
CaO (óxido de cálcio)
Ca0 + H20 → Ca(0H)2
Não reagem quimicamente com água, ácidos e bases. É por essa razão que ele é chamado de neutro . São óxidos moleculares onde o Nox do ametal varia de +1 a +2
Exemplos
N0
C0
N20 
Oxidos Neutros
óxidos anfóteros são óxidos que possuem um comportamento ambíguo, pois frente a um ácido eles se comportam como um óxido básico; e na presença de uma base se comportam como óxidos ácidos.
Exemplos
Zn0
Al203
Peróxidos são compostos binários, isto é, formados por apenas dois elementos químicos. Um desses elementos é o oxigênio, e o outro é um dos elementos a seguir:
Prata (Ag)
Hidrogênio (H)
Zinco (Zn)
Metais alcalinos (Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra)
Metais alcalinos (Li, Na, K, Rb, Cs, Fr)
Nos peróxidos, o oxigênio sempre apresenta NOX igual a -1
H202 peróxido de hidrogênio 
Nomenclatura dos óxidos
Ca0 óxido de cálcio
Al203 óxido de alumínio
Na20 óxido de sódio
C02 dióxido de carbono
S03 trióxido de enxofre
C0 monóxido de carbono
Fe0 óxido de ferro II
Fe203 óxido de ferro III