Estequiometria 2 - reações consecutivas- exemplos e lista de exercícios (Prof Brasil)

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Prof. José Carlos Brasil Junior - Química 
 
ESTEQUIOMETRIA 
REAÇÕES CONSECUTIVAS - 2a PARTE 
 
"Os caminhos que conduzem o homem ao saber são tão maravilhosos quanto o próprio saber" 
(Kepler) 
"Mol leza!" 
(José Carlos Brasil Junior) 
 
ENVOLVENDO REAÇÕES SUCESSIVAS 
EXEMPLO: 
Qual o no de mol de sulfato de hidrogênio, H2SO4 (L), obtida pela ustulação de 6 mol de pirita, FeS2(S)? 
I. 4 FeS2 (G) + 11 O2 (G)  2 Fe2O3 (S) + 8 SO2 (G) 
II. 2 SO2 (G) + 1 O2 (G)  2 SO3 (G) 
III. 1 SO3 (G) + 1 H2O (L)  1 H2SO4 (L) 
 
RESOLUÇÃO: 
A primeira coisa que precisamos fazer é igualar os coeficientes das substâncias que são produtos numa 
determinada etapa e reagentes na etapa seguinte. O resultado obtido é o seguinte: 
I. 4 FeS2 (G) + 11 O2(G)  2 Fe2O3(S) + 8 SO2(G) 
II. 8 SO2 (G) + 4 O2(G)  8 SO3(G) 
III. 8 SO3 (G) + 8 H2O(L)  8 H2SO4 (L) 
 
Finalmente, somando as equações obtemos a equação final: 
4 FeS2 (G) + 15 O2(G) + 8 H2O(L)  2 Fe2O3(S) + 8 H2SO4 (L) 
 
Feito isso, podemos relacionar todas as substâncias envolvidas nessa seqüência de reações. No caso 
em questão: 
4 mol FeS2 (S)  8 mol H2SO4 (L) 
6 mol FeS2 (S)  x  x = 12 mol H2SO4 (L) 
 
EXERCÍCIOS 
 
1. (Fuvest-SP) Duas das reações que ocorrem na produção do ferro são representadas por: 
2 C (s) + O2 (g)  2 CO (g) 
Fe2O3 (s) + 3 CO (g)  2 Fe (s) + 3 CO2 (g) 
 
O monóxido de carbono formado na primeira reação é consumido na segunda. Considerando apenas 
essas duas etapas do processo, calcule a massa aproximada, em quilogramas, de carvão consumido na 
produção de uma tonelada de ferro (massas atômicas: Fe = 56; C = 12; O = 16). 
 
 
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Prof. José Carlos Brasil Junior - Química 
2. (PUC-RS) Um dos efeitos da chamada "chuva ácida" causada pelo SO2 lançado na atmosfera é a 
transformação do mármore (CaCO3) em gesso (CaSO4) que pode ser representado pelas seguintes 
equações: 
2 SO2 (G) + O2 (G)  2 SO3 (G) 
SO3 (G) + H2O (L)  H2SO4 (AQ) 
H2SO4 (AQ) + CaCO3 (S)  CaSO4 (S) + H2O (L) + CO2 (G) 
A quantidade de gesso que pode ser formada, no máximo, pela reação de 45,4 litros de SO2 (G) lançado 
na atmosfera, nas CNTP (V molar = 22,7), é: 
 
3. (UnB-DF) Um aluno decidiu realizar um projeto de Química para sua escola, investigando o teor de 
iodato de potássio em uma marca de sal. Uma amostra de massa igual a 1,0 g do sal de cozinha foi 
dissolvida em água e o iodo foi precipitado na forma de iodeto de prata (AgI), conforme as seguintes 
equações: 
KIO3 (aq) + 3 H2SO3 (aq)  Kl (aq) + 3 H2SO4 (aq) 
Kl (aq) + AgNO3 (aq)  AgI (s) + KNO3 (aq) 
Sabendo que a massa de iodeto de prata obtida foi de 4,70 x 10-5 g e considerando que M(KlO3) = 214 
g/mol e M(AgI) = 235 g/mol, calcule a massa de KIO3 presente em uma tonelada de sal. 
 
4. Observe o seguinte processo industrial de produção de ácido nítrico: 
4 NH3 + 5 O2  4 NO + 6 H2O 
2 NO + O2  2 NO2 
3 NO2 + H2O  2 HNO3 + NO 
Considerando o processo acima e admitindo que o NO produzido na última etapa não será aproveitado 
na segunda, qual a massa de HNO3, em toneladas, será obtida a partir de 204 t de amônia? 
 
5. Em uma solução de cloreto ferroso contendo 6,35 g do produto, passou-se uma corrente de gás cloro 
até completa reação. A seguir, tratou-se a solução obtida pelo hidróxido de amônio até que a solução 
apresentasse um pH superior a 7. Houve formação de um precipitado que foi separado por filtração, 
calcinado e pesado. Pergunta-se: 
a) qual a função do gás cloro no problema? 
b) qual o produto obtido após a calcinação e sua fórmula? 
c) qual a massa do produto final obtido? 
2 FeCl2 + Cl2  2 FeCl3 
FeCl3 + 3 NH4OH  Fe(OH)3 + 3 NH4CI 
2 Fe(OH)3  Fe2O3 + 3 H2O 
 
6. Os combustíveis fósseis, como carvão e petróleo, apresentam impurezas, dentre elas o enxofre. Na 
queima desses combustíveis, são lançados na atmosfera óxidos de enxofre que, em determinadas 
condições, são oxidados e, em contato com a umidade do ar, se transformam em ácido sulfúrico. Este 
último precipita sob forma de “chuva ácida”, causando sérios danos ao meio ambiente. Estes fenômenos 
estão representados pelas equações não-balanceadas abaixo: 
S + O2  SO2 
SO2 + O2  SO3 
SO3 + H2O  H2SO4 
A massa de H2SO4 obtida na combustão total de 12,8 Kg de carvão com 2,5 % em massa de enxofre é: 
 
7. 60 g de tolueno foram sulfonados em condições especiais. O composto obtido, depois de neutralizado 
e isolado, sofreu fusão alcalina. Considerando-se que o rendimento da primeira reação (sulfonação) foi 
de 80% e o da segunda reação (fusão alcalina) de 40%, pede-se o nome e a massa do composto 
orgânico formado. 
Equacionando as reações: 
1) C7H8 + H2SO4 conc.  C6H4(CH3).SO3H + H2O 
2) C6H4(CH3)SO3H + NaOH  C6H4(CH3)SO3Na + H2O 
3) C6H4(CH3)SO3Na + NaOH  C6H4(CH3)OH + Na2SO4 
 
Gabarito: 1. 321 Kg de C. 2. 272g CaSO4. 3. 42,8 g de KIO3. 4. 504 t HNO3. 5. a) agente oxidante; b) 
óxido férrico: Fe2O3; c) 4 g de óxido férrico. 6. 0,98 Kg. 7. 22,5 g de mistura o-cresol e p-cresol.