Baixe o app para aproveitar ainda mais
Prévia do material em texto
Reações Químicas e esteQuiometRia industRial – (cálculos Químicos) Reações Químicas 1. introdução: O crescimento de uma criança, a produção de polímeros a partir do petróleo e a digestão da comida são resultado de reações químicas, processos nos quais uma ou mais substâncias se convertem em outras substâncias. Este tipo de processo é uma mudança química. Os materiais iniciais são chamados de reagentes. As substâncias formadas são chamadas de produtos. (Atkins & Jones, 2012). A equação química é uma representação de uma reação química. Representação de uma reação química: Reagentes → Produtos (R → P). 2. Classificação das Reações Químicas: a) Reação de síntese ou adição: As reações deste tipo (A + B → C) são representadas através da forma geral. (A + B → C) Quando duas ou mais substâncias reagem originando um único produto. Exemplo I: 2 Mg(s) + O2(g) →2MgO(s) Exemplo II: 2 H2(s) + O2(g) → 2 H2O(g) Exemplo III: PCl3(g) + Cl2(g) → PCl5(g) b) Reação de análise ou decomposição: As reações deste tipo (A → B + C) são representadas através do seguinte modelo abaixo. Quando um único reagente origina dois ou mais produtos. Exemplo I: 2 NaN3(s) → 3 N2(g) + 2 Na(s) Exemplo II: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) c) Reações de simples troca ou deslocamento: As reações deste tipo (A + XY → AY + X) são representadas através do seguinte modelo abaixo. Quando uma substância simples reage com uma composta, originando uma nova substância simples e outra composta. Exemplo: Exemplo: Zn(s) + 2 HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g) Os metais dão reações de deslocamento obedecendo a sequência de reatividade: Exemplo: Cu(s) + ZnSO4(aq) → NÃO HÁ REAÇÃO Li > K > Ca > Na > Mg Metais alcalinos e alcalinos terrosos Al > Zn > Cr > Fe > Ni > Sn > Pb > Metais mais comum no cotidiano REATIVIDADE AUMENTADA Cu > Hg > Ag > Au Metais nobres > 14444244443 14444444244444443 144424443 Pela mesma razão: Pb(s) + 2 HCl(aq) → PbCl2(aq) + H2(g) Au(s) + 2 HCl(aq) → nÃo ocoRRe CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 132 07/02/2017 16:31:52 Logo os metais seguem a seguinte fila de reatividade: Li > K > Ca > Na > Mg Metais alcalinos e alcalinos terrosos Al > Zn > Cr > Fe > Ni > Sn > Pb > Metais mais comum no cotidiano AUMENTA A NOBREZA Cu > Hg > Ag > Au Metais nobres > H > 14444244443 14444444244444443 144424443 Reagem com HCl 14444444444444244444444444443 Não reagem com H 14444244443 A nobreza de um metal é a tendência deste metal em não deslocar os demais em uma reação. Também podemos dizer que é o oposto da reatividade. Para os ametais tem-se: F > O > Cl > Br > I > S REATIVIDADE AUMENTA 144444424444443 d) Reações de dupla troca: AB + XY → AY + XB. Quando duas substâncias compostas reagem, originando duas novas substâncias compostas. Exemplo I: H2SO4(aq) + Ba(OH)2(aq) → 2H2O(l) + BaSO4(aq) Exemplo II: H2SO4 + 2KCN → K2SO4 + 2HCN Em sua grande maioria, são representadas pela reação de neutralização. 3. Balanceamento de equações químicas: Consiste na determinação dos coeficientes de cada participante da reação na equação que a representa. Existem várias maneiras de realizar o balanceamento de uma equação química, porém a mais usada é o método das tentativas. CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O As reações redox podem ser balanceadas pelo “método da equação global”, no qual a probabilidade de erro é praticamente nula. As reações envolvem transferência de elétrons, igualar o número de elétrons cedidos com o número de elétrons recebidos, através das seguintes etapas: 1° Passo: Determina-se o número de oxidação (Nox) dos átomos de todos os elementos participantes da reação (reagentes e produtos); 2° Passo: Verificam-se quais espécies presentes sofrem variação de Nox; 3° Passo: Determina-se a variação total da oxidação e da redução. Ao obter este valor, multiplique pelo número de átomos deste elemento presente; 4° Passo: Iguala-se o número de elétrons cedidos e recebidos, colocando a variação de oxidação como coeficiente da espécie que sofreu redução e a variação da redução como coeficiente da espécie que sofreu oxidação; 5° Passo: Os demais coeficientes são determinados por tentativas. (Nabuco & Barros, 1979). CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 133 07/02/2017 16:31:52 exercício-exemplo i: (ueRJ – 2016) Considere que no texto acima, as “bases do inimigo” correspondam, na verdade, ao hidróxido de bário. Escreva a equação química completa e balanceada da reação de neutralização total do ácido clorídrico por essa base. Aponte ainda, o nome do produto iônico formado na reação. Resolução: – Reação química de neutralização: ácido + base → sal + água – Equação química balanceada entre o HCl e Ba(OH)2: 2 HCl + Ba(OH)2 → BaCl2 + 2 H2O. – Nomenclatura do produto iônico formado na reação, BaCl2: Cloreto de bário (sal inorgânico). CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 134 07/02/2017 16:31:52 estequiometria industrial – cálculos Químicos 1. Definição: Estequiometria = é a parte da Química que estuda e analisa as relações quantitativas entre reagentes e produtos, com base na equação representativa da reação. Qualitativamente, uma equação química simplesmente descreve quais são os productos e reagentes de uma reação química. Por exemplo, a equação química: 4 Fe(s) + 3 O2(g) → 2 Fe2O3(s), representa uma reação na qual o ferro reage com oxigênio para formar o óxido de ferro III. Estas relações pode ser expressas em termos de quantidades microscópicas: átomos, moléculas, fórmulas unitárias, etc., ou em quantidades macroscópicas: mol de átomos, mol de moléculas, fórmulas unitárias , etc. 2. Revisão de alguns conceitos importantes: – Relação de mol, massa, número de átomos ou moléculas e volume: 1 mol de átomos/íons/moléculas = 6,02x1023 unidades = 22,4 litros de gás nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP: T = 273K e 1 atm = 760 mmHg). – Definindo a relação para átomos: 1 mol de átomos tem a massa em gramas de 6,0x 1023 átomos, e o valor numérico dessa massa é igual ao da massa atômica desse elemento. – Definindo a relação para moléculas: Tem a massa em gramas de 6,02 · 1023 moléculas, e o valor numérico dessa massa é igual as da massa molecular Massa molar é a massa em gramas de 1 mol da espécie química. É expresso em g.mol-1 e numericamente igual a massa atômica para os átomos e a massa molecular para as substâncias em geral. Para gases ideais e volume molar (de 1 mol da espécie química) é igual a 22,4 litros nas CNTP atômica 6,0 x 1023 moléculas, e o valor numérico dessa massa é igual as da massa molecular átomos A partir de agora, iremos resolver alguns exemplos para uma melhor compreenssão dos conceitos apresentados. exemplos e aplicações de cálculos estequiométricos: exemplo i – Quantos mol de SO2 são produzidos a partir de 2,5 mol de enxofre? Resolução: Equação química: S(s) + O2(g) → SO2(g) S(s) + O2(g) → SO2(g) 1 mol de S ------------ 1 mol de SO2 2,5 mol de S ---------- nSO2 nso2 = 2,5 mol de so2. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 135 07/02/2017 16:31:52 exemplo ii – Um modo de remover NO das emissões das chaminés é através da seguinte reação com amônia representada por: NH3(g) + NO(g) → N2(g) + H2O(l). Calcule a massa de N2 produzida a partir de 1,25 mol de NO. Resolução: – Equação química balanceada: 4 NH3(g) + 6 NO(g) → 5 N2(g) + 6 H2O(l) – Cálculo da massa de NO: n = m/<MM> m = n x <MM> m = 1,25 mol x 30 g.mol-1 = 37,5 g. 6 mol de NO(g) ----------- 5 mol de N2(g) 6 mol x 30 g.mol-1 ----------- 5 mol x 28 g.mol-1 37,5 g -------------------------- mN2 mn2 = 29,17 g de n2. exemplo iii – Considere a seguinte reação de decomposição representada por: C6H12O6(aq) → C2H5OH(l) + CO2(g). Calcule a massa de glicose necessária para produzir 44,8 L de CO2, nas CNTP. Resolução: – Equação química balanceada: C6H12O6(aq) → 2 C2H5OH(l) + 2 CO2(g). – Cálculo da massa de glicose: C6H12O6(aq) → 2 C2H5OH(l)+ 2 CO2(g). 1 mol de C6H12O6 ------------ 2 mol CO2 1 mol x 180 g.mol-1 ---------- 2 mol x 22,4 L.mol–1 mC6H12O6 ----------------------- 44,8 L de CO2 mc6H12o6 = 180 g. exemplo iV – (uFce) Quando a nitroglicerina (C3H5N3O9) explode, todos os produtos são gases. Utilizando a reação a seguir e os dados apresentados, calcule o volume total de gases, em litros, produzido nas condições normais de temperatura e pressão, quando 454 gramas de nitroglicerina explodem. 4 C3H5N3O9(l) → 12 CO2(g) + 6 N2(g) + 10 H2O(g) + O2(g). Resolução: – Equação química balanceada: 4 C3H5N3O9(l) → 12 CO2(g) + 6 N2(g) + 10 H2O(g) + O2(g). – Cálculo do volume dos gases: 4 C3H5N3O9(l) → 12 CO2(g) + 6 N2(g) + 10 H2O(g) + 1 O2(g). 4 mol de C3H5N3O9(l) ---------- 29 mol de gases 4 mol x 227 g.mol-1 ---------- 29 mol x 22,4 L.mol–1 454 g --------------------------- VT VT = 324,8 litros de gases. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 136 07/02/2017 16:31:52 exemplo V – (ueRJ – 2016) A mistura denominada massa de Laming, composta por Fe2O3, serragem de madeira e água, é utilizada para a remoção do H2S presente na composição do gás de hulha, um combustível gasoso. Observe a equação química que representa o processo de remoção: Fe2O3 + 3 H2S → 2 FeS + S + 3 H2O. Calcule, em quilogramas, a massa de FeS formada no consumo de 408 kg de H2S, considerando 100% de rendimento. Resolução: – Cálculo da massa de FeS: Fe2O3 + 3 H2S → 2 FeS + S + 3 H2O 3 mol de H2S ---------- 2 mol de FeS 3 mol x 34 g.mol-1 ---------- 2 mol x 88 g.mol–1 408 kg ------------------------ mFeS mFeS = 704 kg. observação: Não existe um consenso universal relativo ao conceito de rendimento – na realidade, muito pelo contrário. (Himmelblau, D.M.; & Riggs, J. B.; 2014). Eis alguns conceitos mais comuns: – Rendimento (baseado na alimentação): é a quantidade (massa ou molar) do produto desejado obtido dividido pela quantidade do reagente-chave (frequentemente o reagente limitante) na alimentação. – Rendimento (baseado no reagente consumido): é a quantidade (massa ou molar) do produto desejado obtido dividido pela quantidade do reagente-chave (frequentemente o reagente limitante) consumido. – Rendimento (baseado na conversão de 100%): é a quantidade (massa ou molar) do produto desejado obtido dividido pela quantidade teórica (esperada) do produto que seria obtida se ocorresse o consumo completo do reagente limitante pela(s) reação(ões) química(s) descrita(s) pela(s) equação(ões). (Himmelblau, D.M.; & Riggs, J. B.; 2014). exemplo Vi – (iFRJ – GRillo – 2014) A reação de transformação do dióxido de carbono em monóxido de carbono, representada pela equação a seguir, é muito importante para alguns processos metalúrgicos. A reação é a seguinte: C(s) + CO2(g) → CO(g), com uma variação de entalpia na ordem de – 174 kJ.mol–1 de carbono. A partir de 88 gramas de dióxido de carbono, determine: a) a massa de monóxido de carbono produzido; b) o volume de monóxido de carbono nas CNTP; c) o volume de monóxido de carbono nas CATP; (Condições ambientais de temperatura e pressão: T = 298 K e pressão = 1 atm). Volume molar nas CATP = 24,45 L. d) classifique esta equação química como endotérmica ou exotérmica. Resolução: – Equação química balanceada: C(s) + CO2(g) → 2 CO(g) a) Cálculo da massa de monóxido de carbono: C(s) + CO2(g) → 2 CO(g) 1 mol de CO2(g) ---------- 2 mol de CO(g) 1 mol x 44 g.mol-1 ---------- 2 mol x 28 g.mol–1 88 g --------------------------- mCO mCO = 112 g. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 137 07/02/2017 16:31:52 b) Cálculo do volume de CO nas CNTP: C(s) + CO2(g) → 2 CO(g) 1 mol de CO2(g) ---------- 2 mol de CO(g) 1 mol x 44 g.mol-1 ---------- 2 mol x 22,4 L.mol–1 88 g --------------------------- Vco VCO = 89,6 litros de CO. c) Cálculo do volume de CO nas CATP: C(s) + CO2(g) → 2 CO(g) 1 mol de CO2(g) ---------- 2 mol de CO(g) 1 mol x 44 g.mol-1 ---------- 2 mol x 24,45 L.mol-1 88 g --------------------------- VCO VCO = 97,8 litros de CO. observação ii: Quando um determinado gás encontra-se na temperatura ambiente (25°C ou 298 K) e à pressão de 760 mmHg ou 1,00 atmosfera dizemos que está nas condições ambientais de temperatura e pressão, e indicamos esta situação usando a sigla CATP. d) Para uma variação de entalpia menor que zero, ΔH < 0, o processo é do tipo exotérmico. exemplo Vii – (iFRJ – GRillo – 2015) A solução de sulfato de bário é utilizada como contraste em exames radiológicos e pode ser obtida através de uma reação do cloreto de bário com outra solução de ácido sulfúrico. A partir destas informações, determine os seguintes itens: a) a massa de ácido sulfúrico que deve ser utilizada para se obter 30 mol de sulfato de bário; b) considerando que foram utilizados 120 mL de ácido sulfúrico com 98% (massa/massa) e massa específica de 1,18 g.cm–3, o número de mol do ácido do tipo hidrácido produzido. Resolução: – Equação química balanceada: BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HCl. a) Cálculo da massa de ácido sulfúrico: BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HCl 1 mol de H2SO4 ---------- 1 mol de BaSO4 98 g de H2SO4 ---------- 1 mol de BaSO4 mH2SO4 ------------------- 30 mol de BaSO4 mH2SO4 = 2940 g. b) – Cálculo da concentração comum (g.L–1) do ácido sulfúrico: CH2SO4 = 10 x (%) x d = 10 x 98 x 1,18 = 1156,4 g.L–1 – Cálculo da concentração molar (mol.L–1) do ácido sulfúrico: MH2SO4 = [CH2SO4] / <MM> = 1156,4 g.L–1 / 98 g.mol–1 = 11,8 mol.L–1. – Cálculo do número de mol de ácido sulfúrico: MH2SO4 = 11,8 mol.L–1 = nH2SO4 / 120 x 10–3 L nH2SO4 = 1,42 mol. – Cálculo do número de mol de ácido clorídrico (HCl): BaCl2 + H2SO4 → BaSO4 + 2 HCl 1 mol de H2SO4 ------------- 2 mol de HCl CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 138 07/02/2017 16:31:53 1,42 mol de H2SO4 ---------- nHCl nHCl = 2,84 mol. exemplo Viii – (iFRJ – GRillo – 2015) Uma pequena amostra contendo 4,20 g de carbonato de magnésio foi tratada com ácido clorídrico (HCl) obtendo-se 476 mL de gás carbônico, medidos nas CNTP. Determine o rendimento da reação MgCO3 + HCl → MgCl2 + H2O + CO2, Resolução: – Equação química balanceada: MgCO3 + 2 HCl → MgCl2 + H2O + CO2. – Cálculo do rendimento do processo (R): MgCO3 + 2 HCl → MgCl2 + H2O + CO2 1 mol de MgCO3 ---------- 1 mol de CO2 1 mol x 84 g.mol-1 ---------- 1 mol x 22,4 L.mol–1 x R 4,20 g ------------------------ 472 x 10-3 L R = 0,421 (42,1%). exemplo iX: Problemas envolvendo Reagentes em excesso. (iFRJ – GRillo – 2014) a)Calcule a massa de sulfato de sódio formado a partir de uma reação de neutralização total, com 147 g de ácido sulfúrico e 100 g de hidróxido de sódio. b) Qual é o reagente em excesso? c) Qual o reagente limitante? Resolução: a) – Equação química de neutralização total balanceada: H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + H2O. – Cálculo do número de mol de cada reagente: • Para o ácido sulfúrico: n = [147 g / 98 g.mol–1] = 1,5 mol. • Para o hidróxido de sódio: n = [100 g / 40 g.mol–1] = 2,5 mol. • Pela estequiometria da reação, temos: nNaOH = 2,5 mol / 2 = 1,25 mol. Logo, como o número de mol do hidróxido é menor que o do ácido, então o NaOH é o reagente limitante. – Cálculo da massa de sulfato de sódio produzido: H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + H2O 2 mol de NaOH ---------- 1 mol de Na2SO4 2 mol x 40 g.mol-1 ---------- 1 mol x 142 g.mol-1 100 g -------------------------- mNa2SO4 mNa2SO4 = 177,5 g . a) Reagente em excesso = ácido sulfúrico (H2SO4). b) Reagente limitante = hidróxido de sódio (NaOH). exemplo X: sistema em que os Reagentes são substâncias impuras. Neste caso, é importante calcularmos a massa referente à parte pura, uma vez que as impurezas não participam da reação. Grau de pureza (p) é a razão entre a massa da substância pura e a massa total da amostra (substância impura), obtido através de bases percentuais. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 139 07/02/2017 16:31:53 p = massa da substância pura / da amostra. Considere a seguinte situação: (iFRJ – GRillo – 2014)Deseja-se obter 180 litros de dióxido de carbono, medidos nas condições normais, pela calcinação de um calcário que apresenta 82,50%. Calcule a massa de calcário necessária. Resolução: – Equação química: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) – Cálculo da massa de calcáreo: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) 1 mol de CaCO3(s) ---------- 1 mol de CO2(g) 1 mol x 100 g.mol-1 ---------- 1 mol x 22,4 L.mol-1 mCaCO3 x 0,825 --------------- 180 L mCaCO3 = 974,02 g. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 140 07/02/2017 16:31:53 exercício – Fixação 01. (dudu & GRillo) Dudu e Grillo resolveram preparar uma aula de estequiometria para seus amados alunos. Eles realizaram uma reação entre o carbonato de amônio com 49 g de ácido fosfórico. A partir destes dados, a) A fórmula química dos reagentes mencionados; b) Determine a massa de sal formado; c) A nomenclatura desse sal; d) Determine o volume de gás carbônico liberado nas condições ambientes. 02. (olimpíada de Química do Rio de Janeiro – 2006) 2,70 gramas de alumínio são dissolvidos em 500 mL de uma solução aquosa 1,00 mol/L em ácido clorídrico. Todo hidrogênio produzido é recolhido. Após a secagem, o volume de hidrogênio a pressão de 1 atm e 25oC, é: a) 1,20 litro b) 1,60 litro c) 2,40 litros d) 3,60 litros e) 12 litros. 03. (uFRJ – 2008) O vidro pode ser usado como evidência científica em investigações criminais; isso é feito, usualmente, comparando-se a composição de diferentes amostras de vidro. Alguns métodos de análise empregam uma reação do vidro com ácido fluorídrico. A reação entre o ácido fluorídrico e o dióxido de silício presente nos vidros produz fluoreto de silício e água. Escreva a equação química balanceada dessa reação. 04. (olimpíada mineira de Química – 2010) A reação química que ocorre entre a glicose e o oxigênio produz dióxido de carbono e água. A equação química que descreve esta reação é representada por: C6H12O6 (s) + O2 (g) → CO2 (g) + H2O (l). a) Após o balanceamento da equação química, calcule a massa de oxigênio necessária para reagir completamente com 25,0 g de glicose. b) Calcule as massas de CO2 e H2O formadas quando 2,50 mol de glicose reagem completamente com uma quantidade suficiente de oxigênio disponível no meio reacional. 05. (olimpíada mineira de Química – 2012) O boridreto de sódio, NaBH4, é um composto sólido de interesse para se estocar quimicamente o hidrogênio gasoso. Este composto reage com água, em uma reação termodinamicamente espontânea, que pode ser representada pela equação química balanceada: NaBH4(s) + 2 H2O(l) → NaBO2(aq) + 4 H2(g). O boridreto de sódio tem uma massa molar de 37,8 g mol.-1. A massa produzida de gás hidrogênio pela reação completa de hidrólise de uma quantidade suficiente de água com 9,45 g de NaBH4 é: a) 0,5 g b) 1 g c) 2 g d) 4 g CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 141 07/02/2017 16:31:53 06. (uniRio – 1999) Soluções de amônia são utilizadas com frequência em produtos de limpeza doméstica. A amônia pode ser preparada por inúmeras formas. Dentre elas: CaO(s) + 2 NH4Cl → 2 NH3(g) + H2O (g) + CaCl2(s). Partindo-se de 224 g de CaO, obtiveram-se 102 g de NH3. O rendimento percentual da reação foi de: a) 100 b) 90 c) 80 d) 75 e) 70 07. (uFF) A massa de 0,48 kg de carbonato de amônio reage com excesso de ácido o-fosfórico de acordo com a reação: 3 (NH4)2CO3 + 2 H3PO4 → 2 (NH4)3PO4 + 3 CO2 + 3 H2O. Determine o volume de CO2 liberado a 0oC e 2 atm. 08. (uFF) Garimpeiros inexperientes, quando encontram pirita, pensam estar diante de ouro, por isso a pirita é chamada “ouro dos tolos”. Entretanto a pirita não é um mineral sem aplicação. O H2SO4, ácido muito utilizado nos laboratórios de química, pode ser obtido a partir da pirita por meio do processo: 4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2 2 SO2 + O2 → 2 SO3 SO3 + H2O → H2SO4. Determine a massa de ácido sulfúrico obtida a partir de 60,0 kg de pirita, com 100% de pureza. 09. (uFF) A reação do ácido salicílico (C7H6O3) com o anidrido acético (C4H6O3) produz aspirina (C9H8O4) e o composto C2H4O2. a) Calcule a massa, em gramas, de aspirina produzida pela reação de 2,76 g do ácido com 5,10 g do anidrido. b) Calcule a massa, em gramas, de aspirina produzida na reação anterior, cujo rendimento foi 70,0%. 10. (uFF) Em alguns anti-ácidos, emprega-se o Mg(OH)2 como agente neutralizante do HCl contido no suco gástrico. A reação que ocorre é a seguinte: Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + 2H2O(l). Supondo-se que alguém tenha 36,5 mg de HCl no estômago, determine a massa de Mg(OH)2 necessária para completa neutralização. 11. (uFF – 1996) O etanol pode ser produzido por fermentação da glicose, conforme a reação: C6H12O6 2 C2H5OH + 2CO2. fermentação Se 360 g de glicose produzem 92 g de etanol, determine o rendimento deste processo. 12. (uFF) Uma amostra de 12,50g de carbonato de magnésio foi tratada com excesso de ácido sulfúrico, ocorrendo a reação: MgCO3 + H2SO4 → MgSO4 + CO2 + H2O. Nessa reação obtiveram-se 600 cm³ de gás carbônico medidos à temperatura de 27oC e 5 atm de pressão. Determine a porcentagem de pureza da amostra inicial. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 142 07/02/2017 16:31:53 13. (uFRJ) O cálcio é um elemento que está presente em organismos vivos sob a forma de diversos compostos. Os ossos e os dentes, por exemplo, contêm sais de cálcio, tais como fosfato de cálcio e a hidroxiapatita; as conchas de animais marinhos contêm carbonato de cálcio. a) O carbonato de cálcio pode ser obtido por meio de uma reação de neutralização, como a esquematizada a seguir: ácido + base → CaCO3 + 2 H2O. Calcule a massa de carbonato de cálcio formada quando 12,4 g do ácido são consumidos. b) A hidroxiapatita (hidroxifosfato de cálcio) tem a seguinte fórmula química: Cax(PO4)3OH. Determine x. 14. (uFF) O cobre é um metal encontrado na natureza em diferentes minerais. Sua obtenção pode ocorrer pela reação da calcosita (Cu2S) com a cuprita (Cu2O) representada a seguir: Cu2S(s) + 2 Cu2O(s) → 6 Cu(s) + SO2(g). Numa reação com 60% de rendimento, calcule a massa de cobre obtida a partir de 200g de calcosita com 20,5% de impurezas e cuprita suficiente. 15. (uFF) Qual o volume de ar nas CNTP necessário para a queima completa de 115 mL de álcool etílico (C2H6O)? Dados: Densidade do álcool: 0,80 g/ml; Porcentagem de oxigênio no ar = 20%. 16. (uniRio) Uma amostra de 340g de salitre do Chile, cujo teor em nitrato de sódio é de 75%, reage com ácido sulfúrico concentrado, produzindo bissulfato de sódio (NaHSO4) e ácido nítrico. A massa mínima de ácido necessária para reagir com todo o nitrato de sódio é igual a: a) 147,0g b) 522,7g c) 73,5g d) 294,0g e) 392,0g 17. (uFF) O acetileno, gás utilizado em maçaricos, pode ser obtido a partir do carbeto de cálcio (carbureto) de acordo com a equação: CaC2 + H2O → Ca(OH)2 + C2H2. Utilizando-se 1 kg de carbureto com 36% de impurezas, calcule o volume de acetileno produzido em litros nas CNTP. 18. (uFF – 2006) Na calcinação de 50,0 g de carbonato de cálcio, obtém-se um resíduo A e um gás B. Indique: a) a equação representativa da calcinação e o volume do gás B nas CNTP; b) a equação representativa da reação do resíduo com a água e a nomenclatura oficial (IUPAC) do produto dessa reação. 19. (uFF – 1996) A substância dopamina é um neurotransmissor, isto é, uma molécula que transmite mensagens ao cérebro. Sua fórmula molecular é C8H11O2N. a) Qual a composição centesimal da dopamina? b) Qual a massa em g de 6,91 x 10–3 mol de dopamina? c) Quantos mols de dopamina existem em amostra de massa 0,547 g? CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 143 07/02/2017 16:31:53 20. (ueRJ – 2008) A pólvora consiste em uma mistura de substâncias que, em condições adequadas, reagem, com rendimento de 100%, segundo a equação química a seguir: 4 KNO3(s) + 7 C(s) + S(s) → 3 CO2(g) + 3 CO(g) + 2 N2(g) + K2CO3(s) + K2S(s). Sob condições normais de temperatura e pressão, e admitindo comportamento ideal para todos os gases, considere areação de uma amostra de pólvora contendo 1515 g de KNO3 com 80% de pureza. Calcule o volume total de gases produzidos na reação. Em seguida, nomeie os sais formados. 21. (uFRJ) Numa reação representada a seguir: Pb(NO3)2 + XCl2 → PbCl2 + X(NO3)2. Onde X representa um elemento químico, são consumidos 11,1g de XCl2 para precipitar 27,8g de cloreto de chumbo II. a) Classifique essa reação; b) Qual o nome do composto XCl2? 22. (olimpíada mineira de Química – 2009) Qual é a massa de carbonato de prata formada ao misturarmos 100 mL de uma solução 0,1 mol.L–1 de nitrato de prata com 100 mL de uma solução 0,1 mol.L–1 de carbonato de sódio? AgNO3(aq) + Na2CO3(aq) → Ag2CO3(s) + NaNO3(aq) a) 0,69 g b) 1,38 g c) 2,76 g d) 1,72 g 23. (olimpíada mineira de Química – 2012) Uma maneira de se remover o monóxido de nitrogênio de uma mistura gasosa contendo CO é fazê-lo reagir com amônia, conforme representado abaixo: NH3(g) + NO(g) → N2(g) + H2O(l). Considerando uma mistura contendo 180 kg de monóxido de nitrogênio e, considerando ainda que a remoção do monóxido de nitrogênio pelo processo indicado ocorra com 50% de eficiência, a massa de amônia necessária para que tenha todo o monóxido de nitrogênio removido da mistura é: a) 34 kg b) 68 kg c) 102 kg d) 136 kg 24. (uFF – 2002) O hidróxido de lítio, LiOH, por seu baixo peso molecular, tem sido utilizado para a renovação do ar no interior das espaçonaves, onde absorve o CO2 exalado pelos astronautas, segundo a reação incompleta: LiOH (s) + CO2(g) → X(s) + H2O(l). Determine o volume máximo de CO2 à pressão de 781 mmHg que pode ser absorvido por 348 mg de LiOH à temperatura de 21oC. 25. (uFF – 2010) O bicarbonato de sódio é convertido a carbonato de sódio após calcinação, de acordo com a reação não balanceada a seguir: NaHCO3→Na2CO3 + CO2 + H2O . A calcinação de uma amostra de bicarbonato de sódio de massa 0,49 g, que contém impurezas, produz um resíduo de massa 0,32 g. Se as impurezas da amostra não são voláteis à temperatura de calcinação, pede-se: a) os valores que tornam a equação balanceada; b) por meio de cálculos, o percentual de bicarbonato na amostra original. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 144 07/02/2017 16:31:53 26. (uFRJ) “Chuva ácida” resulta da combinação de água atmosférica com dióxido de enxofre ou trióxido de enxofre. Escreva: a) as equações químicas balanceadas das reações de cada um dos dois óxidos com água; b) os nomes oficiais dos produtos das reações dos dois óxidos com água. 27. (ueRJ) A dureza da água, causada pela presença de íons Ca+2 e Mg+2, é removida pelo tratamento com carbonato de sódio e óxido de cálcio, que precipitam o carbonato de cálcio e o hidróxido de magnésio. Escreva as equações balanceadas que representam os processos citados. 28. (uFRJ) Reações de deslocamento ou simples troca são aquelas em que uma substância simples de um elemento mais reativo desloca outro de uma substância composta. Um exemplo de reação de deslocamento, em que o cálcio desloca o hidrogênio, é apresentado a seguir: Ca(s) + 2 HNO3(aq) → Ca(NO3)2(aq) + H2(g). a) Qual o nome do sal formado nessa reação? b) Por analogia, apresente a equação da reação em que o alumínio desloca o hidrogênio do ácido clorídrico. 29. (uFRJ) As regiões mais favoráveis para a obtenção de cloreto de sódio a partir da água do mar são as que apresentam grande intensidade de insolação e ventos permanentes. Por esse motivo, a Região dos Lagos do Estado do Rio de Janeiro é uma grande produtora de sal de cozinha. a) Considerando que a concentração de NaCl na água do mar é 0,50 mol.L-1, determine quantos quilogramas de NaCl, no máximo, podem ser obtidos a partir de 6000 litros de água do mar. b) Além de sua utilização como sal de cozinha, o cloreto de sódio é também empregado como matéria- prima para a produção, por eletrólise, de hidróxido de sódio e gás cloro, segundo a reação: 2 NaCl + 2 H2O → 2 NaOH + Cl2(g) + H2(g). Determine, em quilogramas, a massa de gás cloro produzida a partir de 11,7 kg de cloreto de sódio. 30. (ime – 2016) Em 33,65 g de um sal de magnésio está presente 1 mol deste elemento. Sendo trivalente o ânion deste sal, é correto afirmar que a massa de 1 mol do ânion é: a) 6,23 g b) 14,01 g c) 24,31 g d) 42,03 g e) 48,62 g CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 145 07/02/2017 16:31:53 31. (uFRJ – 1993) As figuras, a seguir, mostram dois balões iguais e as condições de temperatura e pressão a que eles estão submetidos. O balão A contém 41 litros de oxigênio puro, e o B contém uma mistura de oxigênio e vapor d’água (oxigénio úmido). A O2(g) T = 27°C P = 3 atm B O2(g) T = 27°C P = 3 atm H2O(g) a) Quantas moléculas de oxigênio existem no balão A? b) Qual dos dois balões é o mais pesado? Justifique sua resposta 32. (FuVest – 2008) Foram misturados 2,00 L de um alcano de m átomos de carbono por molécula e 2,00 L de outro alcano de n átomos de carbono por molécula, ambos gasosos. Esses alcanos podem ser quaisquer dois dentre os seguintes: metano, etano, propano ou butano. Na combustão completa dessa mistura gasosa, foram consumidos 23,00 L de oxigênio. Todos os volumes foram medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura. a) Escreva a equação da combustão completa de um alcano de n átomos de carbono por molécula. Para identificar os dois alcanos que foram misturados, conforme indicado acima, é preciso considerar a lei de Avogadro, que relaciona o volume de um gás com seu número de moléculas. b) Escreva o enunciado dessa lei. c) Identifique os dois alcanos. Explique como chegou a essa conclusão. 33. (enem – 2015) Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas: 2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2 ZnO + CO → Zn + CO2 Considere as massas molares: ZnS (97 g.mol–1); O2 (32 g.mol–1); ZnO (81 g.mol–1); SO2 (64 g.mol–1); CO (28 g.mol–1); CO2 (44 g.mol–1) e Zn (65 g.mol–1). Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita? a) 25 b) 33 c) 40 d) 50 e) 54 CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 146 07/02/2017 16:31:53 34. (enem - 2011) O peróxido de hidrogênio é comumente utilizado como antisséptico e alvejante. Também pode ser empregado em trabalhos de restauração de quadros enegrecidos e no clareamento de dentes. Na presença de soluções ácidas de oxidantes, como o permanganato de potássio, este óxido decompõe-se, conforme a equação a seguir: 5 H2O2(aq) + 2 KMnO4 (aq) + 3 H2SO4(aq) → 5 O2(g) + 2 MnSO4(aq) + K2SO4(aq) + 8 H2O(l) ROCHA-FILHO, R. C. R.; SILVA, R. R. Introdução aos Cálculos da Química. São Paulo: McGraw-Hill, 1992. De acordo com a estequiometria da reação descrita, a quantidade de permanganato de potássio necessária para reagir completamente com 20,0 mL de uma solução 0,1 mol.L–1 de peróxido de hidrogênio é igual a: a) 2,0 x 10° mol b) 2,0 x 10–3 mol c) 8,0 x 10–1 mol d) 8,0 x 10–4 mol e) 5,0 x 10–3 mol 35. (enem – 2010) O flúor é usado de forma ampla na prevenção de cáries. Por reagir com a hidroxiapatita [Ca10(PO4)6(OH)2] presente nos esmaltes dos dentes, o flúor forma a fluorapatita [Ca10(PO4)6F2] um mineral mais resistente ao ataque ácido decorrente da ação de bactérias específicas presentes nos açúcares das placas que aderem aos dentes. Disponível em: http://www.odontologia.com.br. Acesso em: 27 jul. 2010 (adaptado). A reação de dissolução da hidroxiapatita é: [Ca10(PO4)6(OH)2](s) + 8H+(aq) → 10Ca+2 (aq) + 6 HPO4–2(aq) + 2 H2O(l) Dados: Massas molares em g.mol-1: [Ca10(PO4)6(OH)2] = 1004; HPO4-2(aq) = 96; Ca = 40. Supondo-se que o esmalte dentário seja constituído exclusivamente por hidroxiapatita, o ataque ácido que dissolve completamente 1 mg desse material ocasiona a formaçãode, aproximadamente, a) 0,14 mg de íons totais. b) 0,40 mg de íons totais. c) 0,58 mg de íons totais. d) 0,97 mg de íons totais. e) 1,01 mg de íons totais. 36. (enem – 2010) A composição média de uma bateria automotiva esgotada é de aproximadamente 32% Pb, 3% PbO, 17% PbO2 e 36% PbSO4. A média de massa da pasta residual de uma bateria usada é de 6kg, onde 19% é PbO2, 60% PbSO4 e 21% Pb. Entre todos os compostos de chumbo presentes na pasta, o que mais preocupa é o sulfato de chumbo (II), pois nos processos pirometalúrgicos, em que os compostos de chumbo (placas das baterias) são fundidos, há a conversão de sulfato em dióxido de enxofre, gás muito poluente. Para reduzir o problema das emissões de SO2(g), a indústria pode utilizar uma planta mista, ou seja, utilizar o processo hidrometalúrgico, para a dessulfuração antes da fusão do composto de chumbo. Nesse caso, a redução de sulfato presente no PbSO4 é feita via lixiviação com solução de carbonato de sódio (Na2CO3) 1 mol.L-1 a 45°C, em que se obtém o carbonato de chumbo (II) com rendimento de 91%. Após esse processo, o material segue para a fundição para obter o chumbo metálico. PbSO4 + Na2CO3 → PbCO3 + Na2SO4 ARAÚJO, R.V.V.; TINDADE, R.B.E.; SOARES, P.S.M. Reciclagem de chumbo de bateria automotiva: estudo de caso. (adaptado). CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 147 07/02/2017 16:31:53 Segundo as condições do processo apresentado para a obtenção de carbonato de chumbo (II) por meio da lixiviaçao por carbonato de sódio e considerando uma massa de pasta residual de uma bateria de 6 kg, qual quantidade aproximada, em quilogramas, de PbCO3 é obtida? a) 1,7 kg b) 1,9 kg c) 2,9 kg d) 3,3 kg e) 3,6 kg 37. (enem – 2013) 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 pra 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 x 1023 mol–1 para a constante de Avogadro e a massa molar do cálcio igual a 40 g.mol–1, qual a quantidade mínima diária de átomos de cálcio a ser ingerida para que uma pessoa supra suas necessidades? a) 7,5 x 1021 b) 1,5 x 1022 c) 7,5 x 1023 d) 1,5 x 1025 e0 4,8 x 1025 38. (enem – 2012) No Japão, um movimento nacional para a promoção da luta contra o aquecimento global leva o slogan: 1 pessoa, 1 dia, 1 kg de co2 a menos! A ideia é cada pessoa reduzir em 1 kg a quantidade de CO2 emitida todo dia, por meio de pequenos gestos ecológicos, como diminuir a queima de gás de cozinha. Um hambúrguer ecológico? É pra já! Disponível em: http://lqes.iqm.unicamp.br. Acesso em: 24 fev. 2012 (adaptado). Considerando um processo de combustão completa de um gás de cozinha composto exclusivamente por butano (C4H10), a mínima quantidade desse gás que um japonês deve deixar de queimar para atender à meta diária, apenas com esse gesto, é de: a) 0,25 kg. b) 0,33 kg. c) 1,0 kg. d) 1,3 kg. e) 3,0 kg. 39. (enem – 2012) Pesquisadores conseguiram produzir grafita magnética por um processo inédito em forno com atmosfera controlada e em temperaturas elevadas. No forno são colocados grafita comercial em pó e óxido metálico, tal como CuO. Nessas condições, o óxido é reduzido e ocorre a oxidação da grafita, com a introdução de pequenos defeitos, dando origem à propriedade magnética do material. VASCONCELOS, Y. “Um imã diferente”. Disponível em: http://revistapesquisafapesp.com.br. Acesso em: 24 fev. 2012 (adaptado) CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 148 07/02/2017 16:31:54 Considerando o processo descrito com um rendimento de 100%, 8 g de CuO produzirão uma massa de CO2 igual a: a) 2,2 g. b) 2,8 g. c) 3,7 g. d) 4,4 g. e) 5,5 g. 40. (enem – 2012) Aspartame é um edulcorante artificial (adoçante dietético) que apresenta potencial adoçante 200 vezes maior que o açúcar comum, permitindo seu uso em pequenas quantidades. Muito usado pela indústria alimentícia, principalmente nos refrigerantes diet, tem valor energético que corresponde a 4 calorias/ grama. É contraindicado a portadores de fenilcetonúria, uma doença genética rara que provoca o acúmulo da fenilalanina no organismo, causando retardo mental. O IDA (índice diário aceitável) desse adoçante é 40 mg/ kg de massa corpórea. Disponível em: http://boaspraticasfarmaceuticas.blogspot.com. Acesso em: 27 fev. 2012. Com base nas informações do texto, a quantidade máxima recomendada de aspartame, em mol, que uma pessoa de 70 kg de massa corporal pode ingerir por dia é mais próxima de: a) 1,3 x 10–4. b) 9,5 x 10–3. c) 4 x 10–2. d) 2,6. e) 823. 41. (uFF – 1997) Em um dos processos mais comuns para a obtenção de cobre a partir de minerais, uma das etapas envolve a ustulação do sulfeto de cobre I na presença do ar. O oxigênio é consumido e o sulfeto de cobre I é convertido a cobre metálico e dióxido de enxofre, de acordo com a reação: Cu2S + O2 → 2 Cu + SO2. Nessas circunstâncias, calcule: a) a massa de oxigênio consumido para produzir 63,5g de cobre; b) a massa de dióxido de enxofre formado para cada 1000g de cobre metálico produzido na reação. 42. (uFF – 1996) O NH4Cl se decompõe por aquecimento segundo a reação: NH4Cl(s) NH3 (g) + HCl (g) . Logo o volume de NH3 obtido, nas CNTP, considerando o comportamento ideal, a partir da decomposição de 0,20 mol de NH4Cl(g) será, aproximadamente: a) 2,2 L b) 4,5 L c) 3,0 L d) 2,8 L e) 4,0 L CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 149 07/02/2017 16:31:54 43. (uFF – 1996) Em alguns anti-ácidos, emprega-se o Mg(OH)2 como agente neutralizante do HCl(l) contido no suco gástrico. A reação que ocorre é a seguinte: Mg(OH)2(s) + 2HCl(aq) → MgCl2(aq) + 2H2O(l). Supondo-se que alguém tenha 36,5 mg de HCl no estômago, a massa de Mg(OH)2 necessária para completa neutralização será: a) 36,6 mg b) 58,5 mg c) 29,3 mg d) 18,9 mg e) 19,0 mg 44. (uFF – 1999) Sabe-se que a pureza do nitrato de amônio (NH4NO3) pode ser determinada por meio da reação entre uma solução do sal e uma solução de NaOH. Assim, realizou-se um experimento com uma amostra do nitrato preparado industrialmente. Verificou-se que 0,2041 g do sal foram neutralizados com 24,42 mL de uma solução de NaOH 0,1023 mol.L–1. Com base nestas informações, calcule o percentual da pureza da amostra. 45. (uFF – 2003) O cloro empregado nos sistemas de publicação da água é obtido industrialmente, pela decomposição eletrolítica da água do mar mediante a reação química representada a seguir: 2 NaCl(aq) + 2 H2O(l) → 2 NaOH (aq) + H2(g) + Cl2(g). A massa de cloreto de sódio a ser utilizada na produção de 25 toneladas (ton) de cloro, supondo uma eficiência de 100% do processo, será, aproximadamente: a) 13 ton b) 21 ton c) 28 ton d) 41 ton e) 83 ton 46. (uFF – 2012) “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma” é a definição do químico francês antoine lavoisier (1743 – 1794) para sua teoria de conservação da matéria. Ele descobriu que a combustão de uma matéria só acontece com o oxigênio, contrariando a teoria do alemão Stahl. O hábito de sempre pesar na balança tudo o que analisava levou Lavoisier a descobrir que a soma das massas dos reagentes é igual à soma das massas dos produtos de uma reação e, assim, a criar a Lei de Conservação das Massas. Considere a reação não balanceada a seguir: C6H12O6(s) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l). Com base nos ensinamentos de Lavoisier, pode-se afirmar que para reagir com 25,0 g de glicose: a) São necessárias 15,0 g de CO2; b) São produzidas 36,7 g de H2O; c) São necessárias 32,0 g de O2; d) São produzidas 44,0 g de CO2; e) São necessárias 26,7 g de O2. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 150 07/02/2017 16:31:54 47. (uniRio– 1997) Jacques A. C. Charles, químico famoso por seus experimentos com balões, foi o responsável pelo segundo vôo tripulado. Para gerar o gás hidrogênio, com o qual o balão foi enchido, ele utilizou ferro metálico e ácido, conforme a seguinte reação: Fe(s) + H2SO4(aq) → FeSO4(aq) + H2(g). Supondo-se que tenham sido utilizados 448 kg de ferro metálico, o volume, em litros, de gás hidrogênio obtido nas CNTP foi de: a) 89,6 b) 179,2 c) 268,8 d) 89.600 e) 179.200 48. (ueRJ – 1998) A combustão completa do álcool comum está representada pela seguinte equação química: C2H6O + 3O2(g) → 2CO2(g) + 3 H2O(v). Considerando que a massa molar do C2H6O é igual a 46g/mol, a massa de álcool que possivelmente foi queimada para produzir 448 L de gás carbônico a 0°C e 1atm, equivale a: a) 460 g b) 690 g c) 1560 g d) 1810 g 49. (ueRJ) Uma massa igual a 14,00 g de ácido fosfórico com 70% de pureza é totalmente neutralizada por hidróxido de sódio, numa reação que apresenta rendimento de 90%. A massa de sal obtida nessa reação é de: a) 14,76g b) 16,40g c) 164,00g d) 9,80g 50. (ueRJ – 2005) A combustão completa do gás metano, feita em presença de ar, a temperatura e pressão constantes, pode ser representada pela seguinte equação química não balanceada: CH4(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l). Admita que: – 60,0 L deste combustível foram queimados por um veículo; – o oxigênio reagente represente 20% do volume total do ar; – o rendimento do processo seja de 90%. Nestas condições, o volume de ar, em litros, necessário à combustão equivale a: a) 810 b) 540 c) 480 d) 270 51. (uFF – 2001) O fósforo elementar é, industrialmente, obtido pelo aquecimento de rochas fosfáticas com coque, na presença de sílica. Considere a reação 2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C → P4 + 6 CaSiO3 + 10 CO e determine quantos gramas de fósforo elementar são produzidos a partir de 31,0g de fosfato de cálcio. a) 3,10 g b) 6,20 g c) 12,40 g d) 32,00 g e) 62,00 g CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 151 07/02/2017 16:31:54 52. (uFF – 2002) Acompanhando a evolução dos transportes aéreos, as modernas caixas-pretas registram centenas de parâmetros a cada segundo, constituindo recurso fundamental na determinação das causas de acidentes aeronáuticos. Esses equipamentos devem suportar ações destrutivas e o titânio, metal duro e resistente, pode ser usado para revesti-los externamente. O titânio é um elemento possível de ser obtido a partir do tetracloreto de titânio por meio da reação não balanceada: TiCl4(g) + Mg(s) → MgCl2(l) + Ti(s). Considere que essa reação foi iniciada com 9,5 g de TiCl4(g). Supondo-se que tal reação seja total, a massa de titânio obtida será, aproximadamente: a) 1,2 g b) 2,4 g c) 3,6 g d) 4,8 g e) 7,2 g 53. (uFF – 1997) Para produzir 4,48 L de CO2 nas CNTP, conforme a reação CaCO3 → CaO + CO2 a quantidade necessária, em gramas, de CaCO3 é: a) 20,0 b) 10,0 c) 100,0 d) 200,0 e) 18,3 54. (uFF – 1997) Amônia gasosa pode ser preparada pela seguinte reação balanceada: CaO(s) + 2 NH4Cl(s) → 2 NH3(g) + H2O(g) + CaCl2(s). Se 112,0 g de óxido de cálcio e 224,0 g de cloreto de amônia forem misturados, então a quantidade máxima, em gramas, de amônia produzida será, aproximadamente a) 68,0 b) 34,0 c) 71,0 d) 36,0 e) 32,0 55. (uFF – 1999) O Cloreto de Alumínio é um reagente muito utilizado em processos industriais que pode ser obtido por meio da reação entre alumínio metálico e cloro gasoso. Se 2,70 g de alumínio são misturados a 4,0 g de cloro, a massa produzida, em gramas, de cloreto de alumínio é: a) 5,01 b) 5,52 c) 9,80 d) 13,35 e) 15,04 56. (uniRio – 1996) Óxido de cálcio, óxido de potássio e óxido de sódio reagem separadamente, consumindo 18 g de H2O em cada reação. Considere: m1 → massa de hidróxido de cálcio formado; m2 → massa de hidróxido de potássio formado; m3 → massa de hidróxido de sódio formado. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 152 07/02/2017 16:31:54 Assim, podemos afirmar que: a) m1 > m3 > m2 b) m2 > m1 > m3 c) m2 > m3 > m1 d) m3 > m1 > m2 e) m3 > m2 > m1 57. (uniRio – 1999) Uma das formas de monitoramento da água de caldeiras de indústrias, responsável pelo fornecimento de energia, é a medição do teor de íons cloreto (Cl–). Um método de análise de cloreto é a adição à água de caldeira de uma solução de nitrato de prata (AgNO3), segundo a equação: Cl–(aq) + AgNO3(aq) → AgCl(s) + NO3 –(aq). A análise de 10,0 mL de água de caldeira, contendo Cl-, com solução aquosa de AgNO3, formou um precipitado de 0,287g de AgCl. A concentração molar de Cl– presente na amostra de água de caldeira é igual a: a) 2 b) 0,2 c) 0,02 d) 0,002 e) 0,0002 58. (cesgranrio – 1994) Um funileiro usa um maçarico de acetileno para soldar uma panela. O gás acetileno é obtido na hora, através da seguinte reação química: CaC2 + 2 H2O → Ca(OH)2 + C2H2. Qual a massa aproximada de carbureto de cálcio(CaC2) que será necessária para obter 12,3 litros de acetileno (C2H2) a 1atm e 27°C? a) 8 g b) 16 g c) 24 g d) 32 g e) 48 g 59. (uniRio – 1995) Uma determinada amostra contendo alumínio foi tratada por 75,0ml de solução 0,1N de ácido sulfúrico, produzindo a seguinte reação não equilibrada: Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2. Sabendo-se que um dos produtos é gasoso, o volume em litros do gás obtido, nas CNTP, e a massa em gramas do alumínio que reagiu são, respectiva e aproximadamente correspondentes a: a) 0,0210 L e 0,0168 g. b) 0,0420 L e 0,0337 g. c) 0,0840 L e 0,0675 g. d) 0,1680 L e 0,1350 g. e) 0,3360 L e 0,2700 g. 60. (cesgranrio – 1990) Passando amônia sobre o óxido de cobre (II) aquecido, obtém-se cobre metálico, nitrogênio e vapor d´água. Após a reação ocorrer, constatou-se um consumo de 3,4 gramas de amônia. Assinale entre as alternativas abaixo, aquela que indica, aproximadamente, a massa de cobre produzida. a) 19 g b) 13 g c) 6,5 g d) 5,5 g e) 3 g CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 153 07/02/2017 16:31:54 61. (cesgranrio – 1990) O gás hidrogênio pode ser obtido em laboratório a partir da reação de alumínio com ácido sulfúrico, cuja equação química não ajustada é dada a seguir: Al + H2SO4 → Al2(SO4)3 + H2. Um analista utilizou uma quantidade suficiente de ácido sulfúrico para reagir com 5,4 g do metal e obteve 5,71 litros do gás nas CNTP. Nesse processo, o analista obteve um rendimento aproximado de: a) 75% b) 80% c) 85% d) 90% e) 95% 62. (cesgranrio – 1993) Tem-se 200 litros de um gás natural composto por 95% de metano e 5% de etano. Considerando o teor de oxigênio no ar igual a 20%, o volume de ar necessário para queimar completamente a mistura gasosa será de: a) 83 litros b) 380 litros c) 415 litros d) 1660 litros e) 2075 litros 63. (cesgranrio – 1993) Num processo de obtenção de ferro a partir da hematita (Fe2O3), considere a equação não balanceada: Fe2O3 + C → Fe + CO. Utilizando-se 4,8 toneladas de minério e admitindo-se um rendimento de 80% na reação, a quantidade de ferro produzida será de: a) 2688 kg b) 3360 kg c) 1344 t d) 2688 t e) 3360 t 64. (cesgranrio – 1993) A queima completa de 22 g de um gás combustível, com densidade 1,96 g.L–1 nas CNTP, produziu 66 g de gás carbônico e 36 g de água. Dessa análise podemos concluir que o gás combustível possui a fórmula encontrada na opção: a) CH4 b) C2H6 c) C3H8 d) C4H10 e) C5H12 65. (uFRRJ – 2004) O óxido de alumínio (Al2O3) é utilizado como antiácido. Sabendo-se que a reação ocorre no estômago é Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2O, a massa desse óxido que reage com 0,25 mol de ácido será: a) 3,25 g b) 4,25 g c) 5,35 g d) 6,55 g e) 7,45 g CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 154 07/02/2017 16:31:54 66. (uniRio – 1996) Ao mergulharmos uma placa de prata metálica em uma solução de ácido nítrico, ocorrerá a seguinte reação: Ag + HNO3 → AgNO3 + NO + H2O. Ajustando a equação química acima, pode-se calcular que a massa de água produzida, quando é consumido 1 mol de prata metálica é, em gramas: a) 36 b) 27 c) 18 d) 12 e) 3,6 67. (uniRio – 2000) “A indústria automobilística pareceter finalmente acertado na escolha de um novo material para substituir a pesadona estrutura de aço dos carros. Trata-se do alumínio, um metal com duas boas vantagens. É muito mais leve e praticamente imune à ferrugem. (...) O esportivo NSX, da Honda, que começou a ser feito artesanalmente em 1984, tem 200 QUILOS DE ALUMÍNIO só no chassi e na cabine: estrutura mais leve permite atingir 285 km.h–1, performance de carro de corrida.” (Revista “Veja”, outubro de 1999). Considerando que uma amostra de bauxita, minério de onde é extraído o alumínio, tem em torno de 50% de Al2O3, quantos quilos de bauxita, aproximadamente, são necessários para se produzir o carro esportivo da Honda? a) 1612 b) 756 c) 378 d) 189 e) 102 68. (uniRio – 2000) “A contaminação da água com arsênio está preocupando a Primeira- Ministra de Bangladesh (...) que já pediu ajuda internacional.” (Jornal do Brasil, 05/10/1999). O arsênio não reage rapidamente com a água. O risco da permanência do As em água é o seu depósito nos sedimentos. É a seguinte a reação do arsênio com NaOH: 2 As + 6 NaOH → 2 Na3AsO3 + 3 H2. 75 g de arsênio reagiram com NaOH suficiente, produzindo 25,2 L de H2, nas CNTP. O rendimento percentual da reação foi de: a) 75% b) 80% c) 85% d) 90% e) 95% 69. (uFF – 2002) O composto de fórmula molecular Na2B4O7.10 H2O, denominado tetraborato de sódio, é conhecido como bórax. Se uma criança ingerir de 5 a 10 gramas desse composto apresentará vômito, diarreia, poderá entrar em estado de choque e, até, morrer. Tal composto é um sólido cristalino que reage com ácidos fortes de acordo com a equação: Na2B4O7.10H2O + 2 H+ → 4 H3BO3 + 5 H2O + 2 Na+. Uma amostra de tetraborato de sódio, de massa 0,9550 g, reage completamente com uma solução de HCl 0,1000 mol.L–1. Pode-se afirmar que o volume de ácido clorídrico consumido nessa reação é, aproximadamente: a) 5,00 mL b) 9,50 mL c) 25,00 mL d) 50,00 mL e) 95,00 mL CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 155 07/02/2017 16:31:54 70. (cesgranrio – 1997) O fabricante de bebidas alcóolicas é obrigado a indicar, nos rótulos dos frascos, os teores do álcool nelas contido. Isso é feito através de uma porcentagem de volume denominada Graus Gay-Lussac (°GL). Por exemplo: 20°GL indica que a porcentagem de álcool é de 20% em volume. Sabendo-se que o grau alcóolico de um certo Whisky é de 46°GL, qual a massa, em gramas, de óxido de cálcio (CaO) necessária para retirar toda a água de 1 (um) litro dessa bebida? (Considere a equação CaO + H2O → Ca(OH)2, sendo a densidade da água igual a 1,0 g.mL–1). a) 168 b) 336 c) 672 d) 840 e) 1680 71. (uFRJ – 2005) Após o uso de uma lanterna a carbureto, removeram-se 7,4 g da base resultante da reação do carbeto de cálcio com água. Determine o volume de uma solução aquosa, que contém 1 mol.L–1 de HCl, necessário para reagir totalmente com essa quantidade de base. 72. (uFRJ – 2006) A Conferência de Kyoto sobre mudanças climáticas, realizada em 1997, estabeleceu metas globais para a redução da emissão atmosférica de CO2. A partir daí, várias técnicas para o sequestro do CO2 presente em emissões gasosas vêm sendo intensamente estudada. a) Uma indústria implantou um processo para o sequestro do CO2 através da reação com Mg2SiO4, conforme a equação representada a seguir: Mg2SiO4 + 2 CO2 → 2 MgCO3 + SiO2. Determine, apresentando seus cálculos, o número de mol do óxido formado quando 4400 g de CO2 são sequestrados. b) Essa indústria reduziu sua emissão para 112.000 L de CO2 por dia nas CNTP. A meta é emitir menos de 500 kg de CO2 por dia. Indique se a indústria atingiu a meta. Justifique sua resposta. 73. (uniRio) 50 mL de uma solução “y” mol.L–1 de KOH são preparados a partir de 10 mL de uma solução estoque de KOH “x” mol.L–1. A solução diluída é colocada para reagir com ácido sulfúrico 0,50 mol.L–1, consumindo 40 mL do ácido. Os valores, em mol.L–1, de x e y são, respectivamente, iguais a: a) x = 0,8; y = 1 b) x = 1; y = 8 c) x = 2; y = 0,4 d) x = 4; y = 0,8 e) x = 8; y = 2 CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 156 07/02/2017 16:31:54 74. (ueRJ – 1998) o perigo oculto das embalagens Alumínio, chumbo e materiais polipropileno são substâncias que estão sob suspeita de provocar intoxicações no rganismo humano. (O Globo, 13/07/1997). Considerando uma embalagem de creme dental que contenha 0,207 g de chumbo, o número de mol de átomos desse elemento químico corresponde a: a) 1,00 x 10–3 b) 2,07 x 10–3 c) 1,20 x 1023 d) 6,02 x 1023 75. (ueRJ – 1999) Para saciar a sede, uma das bebidas mais procuradas é a água de coco, pois além de saborosa é muito nutritiva. Um copo de 200 mL de água de coco tem, em média, a seguinte composição: Calorias 22,00 cal Proteínas 0,30 g Lipídios 0,20 g Cálcio 20,00 mg Fósforo 13,00 mg Carboidratos 4,79 mg Sódio 25,00 mg Potássio 147,00 mg Ferro 3,00 mg Vitamina C 2,00 mg Colesterol 0,00 mg Após beber um copo dessa água, um indivíduo teria ingerido um número de átomos de cálcio equivalente a: a) 3 x 1020 b) 6 x 1021 c) 5 x 1022 d) 4 x 1025 76. (ueRJ – 2000) Uma molécula de água, isolada, não apresenta certas propriedades físicas - como ponto de fusão e de ebulição – que dependem de interações entre moléculas. Em 1998, um grupo de pesquisadores determinou que, para exibir todas as propriedades físicas, é necessário um grupamento de, no mínimo, 6 moléculas de água. O número desses grupamentos mínimos que estão contidos em um mol de moléculas de água corresponde a: a) 1,0 x 1023 b) 3,0 x 1023 c) 6,0 x 1023 d) 9,0 x 1023 CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 157 07/02/2017 16:31:54 77. (ueRJ – 2000) A equação química ilustra a formação de estalactites naturais em cavernas. Ca(HCO3) 2 (aq) → CaCO3 (s) + CO2 (g) + H2O(1) estalactite Em construções de concreto também podem se formar “estalactites” com a mesma composição química das naturais. Esse processo se deve a dois fatores: a infiltração de água facilitada pela porosidade do concreto e a presença de óxido de cálcio residual do processo de fabricação do cimento. No concreto, as “estalactites” se formam em duas etapas correspondentes às seguintes reações: I. óxido de cálcio com água, produzindo a substância X; II. substância X com gás carbônico atmosférico, produzindo água e “estalactite“. a) Calcule a massa de estalactite natural que será produzida para 2,46 L de gás carbônico formado, nas condições de 27°C e 1,00 atm. b) Em relação à formação das “estalactites” no concreto, escreva a equação química completa e balanceada que corresponde à etapa II e classifique o tipo da ligação presente no óxido de cálcio. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 158 07/02/2017 16:31:54 exercício – medicina 01. (Faculdade Gama Filho – medicina – 2011) A reação do ácido clorídrico (ácido forte) com hidróxido de sódio (base forte), ambos em meio aquoso, ocorre de acordo com a equação abaixo: HCl(aq) + NaOH(aq) → NaCl(aq) + H2O(l). Considerando-se que os processos de dissociação e ionização em meio aquoso, tal reação poderia ser assim representada: H+(aq) + Cl–(aq) + Na+(aq) + OH–(aq) → Na+(aq) + Cl–(aq) + H2O(l). Com base nos dados acima, a) Indique quais os íons nÃo participam da reação. b) Apresenta a equação da reação apenas com os íons que efetivamente reagem. c) Classifique o tipo de ligação que ocorre entre os átomos de H e Cl na molécula de HCl. 02. (uniFeso – 2011 – Vestibular de inverno) Uso de fontes renováveis de energia deve disparar nas próximas décadas, acredita painel de mudanças climáticas da ONU. (O Globo, 06/05/2011) – adaptado. O uso de fontes renováveis de energia deve diminuir a dependência global de combustíveis fósseis e a consequente emissão de gases do efeito estufa. A previsão faz parte do relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas da ONU (IPCC, na sigla em inglês). Segundo o IPCC, as fontes renováveis responderam por 12,9% de toda a produção de energia do mundo em 2008, mas têm o potencial de dobrar esta participação até 203, podendo chegar a até 77%no total em 2050. Dependendo do cenário de uso das fontes renováveis, as emissões de gases do efeito estufa podem ser reduzidas entre 220 bilhões e 560 bilhões de toneladas de dióxido de carbono equivalente entre 2010 e 2050. A menor massa de dióxido de carbono citada no texto corresponde a um número de moléculas dessa substância aproximadamente igual a: a) 5 x 109 b) 5 x 1015 c) 6 x 1032 d) 3 x 1033 e) 3 x 1039 03. (souza marques – 2013 – Primeiro semestre) A presença de íons nitrito em células eletrolíticas destinadas a deposição de cobre é indesejável, pois eles dificultam a deposição completa do metal. Um expediente bastante comum para isentar a solução eletrolítica desses íons é adicionar uréia. Nesse caso, a remoção se processa de acordo com a equação química a seguir: 2H+ + 2NO2– + CO(NH2)2 → 2N2 + CO2 + 2H2O. Considerando rendimento de 100% na reação equacionada, o volume de gás carbônico despendido, convertido para as CNTP, pela remoção de 0,06 mol de íons nitrito da solução eletrolítica e, em mililitros, igual: Dado: Volume molar nas CNTP (273K, 1 atm) = 22,4 L.mol–1. a) 22,4 b) 112 c) 224 d) 448 e) 672 04. (souza marques – 2012 – Primeiro semestre) Algumas das desvantagens do emprego do gás natural como combustível é o considerável risco de asfixia por inalação, a ocorrência de incêndios e a possibilidade de explosões. No caso de incêndio em locais com insuficiência de oxigênio, pode ocorrer a produção de monóxido de carbono (gás extremamente tóxico), de acordo com a reação química equacionada a seguir: CH4(g) + ½ O2(g) → CO(g) + 2 H2(g). A maior massa, em gramas, de monóxido de carbono pode ser formada na CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 159 07/02/2017 16:31:55 queima de 40 g de CH4, segundo a reação citada, é igual a: a) 280 b) 140 c) 70 d) 11 e) 7 05. (Puc – minas – Betim – 2014 – segundo semestre) O zinco, quando entra em contato com o ácido clorídrico, sofre uma reação química que leva a formação de cloreto de zinco aquoso e hidrogênio gasosos. Zn(s) + HCl(aq) → ZnCl2(aq) + H2(g). Assinale a quantidade, em gramas, de zinco que é necessária para reagir com o HCl(aq) e formar 51,4 litros de hidrogênio em CNTP (273,15K e 1 atm). a) 100g b) 137g c) 150g d) 140g 06. (universidade são Francisco – medicina – Vestibular de inverno – 2014) O cloreto de cálcio, substância de fórmula química CaCl2, é muito utilizado no derretimento de gelo, principalmente, em cidades que possuem grandes nevascas e que tenham suas autoestradas cobertas por lâminas d’água congeladas, propiciando uma elevação nos índices de acidentes entre automóveis que não conseguem parar. Sobre essa substância e seus elementos formadores, faça o que se pede a seguir. Dados: valores de números atômicos: Cl = 17 e Ca = 20. a) A partir das distribuições eletrônicas, determine quais são as famílias periódicas (ou grupos periódicos) dos elementos cloro e cálcio. b) Considerando que o CaCl2 pode ser obtido a partir de uma reação de neutralização total entre um ácido e uma base, determine quais são, respectivamente, o ácido e a base precursores dessa substância. Observação: apresente a fórmula química e o nome oficial de cada uma das substâncias reagentes. 07. (Puc – minas – Betim – 2014 – segundo semestre) O dicromato de amônio ((NH4)2Cr2O7), quando aquecido, sofre decomposição formando nitrogênio gasosos (N2), água (H2O) e óxido de cromo III (Cr2O3). Considerando uma decomposição completa de 50,4g de (NH4)2Cr2O7, assinale o volume de gás N2 liberada na reação, medindo-se em CNTP (273,15K e 1 atm). a) 4,48 L b) 4,88 L c) 5,33 L d) 6,32 L 08. (souza marques – 2000 – Primeiro semestre) 1 mol de moléculas de um hidrocarboneto acíclico etínico X consome para combustão completa 7 mol de moléculas de oxigênio. O hidrocarboneto X é o: a) Hexino b) Pentino c) Butino d) Propino e) Etino CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 160 07/02/2017 16:31:55 09. (universidade são Francisco – medicina – 2013 – vestibular de inverno) O etanol (C2H6O) tem importância cada dia mais relevante no que diz respeito ao seu uso como combustível. Sua obtenção passa pela fermentação da sacarose (C12H22O11) cuja reação simplificada é apresentada a seguir: C12H22O11 + H2O → 4 C2H6O + 4 CO2 Partindo-se de uma quantidade de caldo de cana que contenha 500 kg de sacarose e admitindo que a reação possua um rendimento de 68,4%, determine: Dados: valores de massa atômica em g.mol–1: H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0; Volume molar CNTP: 22,4 L. a) a massa em gramas de etanol produzida. b) o volume em litros de gás carbônico gerado nas CNTP. 10. (uniFeso – 2011 – vestibular de inverno) A importância do elemento químico antimônio (Sb) na indústria de semicondutores para a fabricação de diodos tem apresentado sensível crescimento nos últimos anos. Um dos processos empregados na sua obtenção envolve a redução direta da antimonita (minério que tem o Sb2S3 como principal componente) com o ferro, conforme mostra a equação a seguir: Sb2S3 + 3 Fe→ 2 Sb + 3 FeS. Considerando uma eficiência de conversão de 100% no processos em que 81,2 kg de antimônio foram produzidos a partir de 126 kg de antimonita e que as impurezas não reagiram com o ferro, é correto afirmar que o grau de pureza do minério utilizado foi de aproximadamente: a) 90% b) 76% c) 69% d) 55% e) 39% 11. (uniFeso – 2011 – vestibular de inverno) Reino unido testa remédio para evitar que bebês de mães obesas nasçam com tendência a obesidade De acordo com os médicos, mulheres acima do peso acabam consumindo uma quantidade maior de alimentos que o fato precisa para se desenvolver, o que pode causar problemas de saúde para mães e filhos. Os médicos querem tentar controlar o crescimento excessivo dos bebês com metfomina, que é usada no tratamento de obesidade. (http://oglobo.globo.com/ciencia/mat/2001/05/09) – adaptado. A droga citada no texto é um composto orgânico que possui a seguinte fórmula estrutural: NH2 NHNH N N H A percentagem em massa de carbono nesse composto é de aproximadamente: a) 20% b) 23,8% c) 34,3% d) 37,2% e) 68,6% CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 161 07/02/2017 16:31:55 12. (uniFeso – 2014) Amostras contendo diferentes quantidades de butano puro, nas CNTP, estão abaixo representadas. amostra Quantidade 1 2,0 mols de moléculas 2 60g 3 1023 moléculas 4 33,6 L 5 2,24 x 104 mL A amostra que corresponde a maior massa de butano é a de número a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5 13. (Puc minas – Betim – 2013 – segundo semestre) A teobromina, um alcaloide da classe das metil-xantinas, das quais fazem parte a teofilina e a cafeína, é uma substância encontrada em Theobroma cacao e, por isso, é naturalmente presente no chocolate. A teobromina contém 46,6% de C, 4,4% de H, 31,1% de N e 17,7% de O. Sabendo que a teobromina tem massa molar de 180 g.mol–1, assinale a fórmula molecular que representa essa substância: a) C8H7N3O2 b) C7H8N4O2 c) C8H10N6O d) C6H8N4O 14. (Puc minas – Betim – 2013 – segundo semestre) O zinco tem um papel importante no crescimento vegetal e na síntese de clorofila. O sulfato de zinco heptahidratado (ZnSO4. 7H2O) com 528 g de oxigênio, quantos gramas de zinco contém essa amostra? a) 65,4 b) 130,8 c) 196,2 d) 261,6 15. (Faculdade de medicina de Petrópolis – 2015) O controle da radiação gama e raios-X em pessoas que trabalham em clínicas, indústrias e hospitais é realizado através da utilização de filmes dosimétricos. A dose de radiação é determinada com base na revelação fotográfica do filme exposto à radiação, seguida da medida da densidade ótica desse filme. A solução fixadora consiste, basicamente, em uma solução de tiossulfato de sódio que tem a função de retirar o excesso de prata do filme revelado. Isso ocorre de acordo com a seguinte reação: AgBr + 2 Na2S2O3 → Na3[Ag(S2O3)2] + NaBr . A prata presente no filme, sob a forma de brometo de prata (AgBr), é transformada em ditiossulfatoargentato de sódio, cuja fórmula é Na3[Ag(S2O3)2]. Disponível em: <http://www.abq.org.br>. Acesso em: 30 jul. 2014.CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 162 07/02/2017 16:31:55 A massa, em gramas, de ditiossulfatoargentato de sódio que contém toda a prata eliminada a partir de 1,88 g de AgBr pela ação tiossulfato de sódio será de: a) 6,02 g b) 5,09 g c) 4,86 g d) 4,01 g e) 3,19 g 16. (Vassouras - medicina) 20 mL de uma solução de ácido foram neutralizados com 40 mL de uma solução que encerra 0,10 mol de hidróxido de sódio por litro. O número de mol de diácido por litro de solução é igual a: a) 0,05 b) 0,1 c) 0,2 d) 0,4 e) 0,5 17. (Vassouras – medicina) 50 mL de uma solução de nitrato de bário com excesso de sulfato de sódio produziram 23,3 mg de sulfato de bário. A concentração de íons bário por litro de solução de nitrato de bário era aproximadamente igual a: a) 0,27 g.L–1 b) 0,52 g.L–1 c) 1,37 g.L–1 d) 2,60 g.L–1 e) 0,80 g.L–1 18. (acaFe – medicina – 2012) A sacarose sofre hidrólise catalisada por ação enzimática produzindo glicose e frutose. Os produtos dessa reação são catalisadas por outra ação enzimática produzindo etanol e dióxido de carbono. Considere as reações químicas não balanceadas a seguir: C12H22O11 + H2O → C6H12O6 + C6H12O6 C6H12O6 + C6H12O6 → C2H5OH + CO2 Quantos gramas de etanol são produzidos utilizando-se de 855 g de sacarose? (Admita um rendimento de 100% de eficiência para as reações químicas citadas) a) 276g b) 460g c) 552g d) 368g CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 163 07/02/2017 16:31:55 19. (universidade são Francisco – medicina – 2010 – Vestibular de verão) Os aromatizantes, na sua grande maioria, pertencem a um grupo funcional denominado éster. O éster butirato de metila, C5H10O2(ℓ), que ocorre na maçã, pode ser obtido pela reação do ácido butírico, C4H8O2(ℓ), com o metanol, CH4O(ℓ): C4H8O2(ℓ) + CH4O(ℓ) → C5H10O2(ℓ) + H2O(ℓ). A quantidade de matéria (mol) de butirato de metila, C5H10O2(ℓ), que pode ser obtida a partir de 3,52 g de ácido butírico, C4H8O2(ℓ), é: a) 0,04 b) 0,05 c) 0,07 d) 4,08 e) 5,10 20. (universidade são Francisco – medicina – 2010 – vestibular de verão) O paracetamol ou acetaminofeno é um fármaco com propriedades analgésicas, mas sem propriedades anti- inflamatórias clinicamente significativas. Sua fórmula estrutural é: HO H N O Um determinado produto farmacêutico contém, por comprimido, 300 mg de paracetamol. O número de moléculas deste fármaco contido em cada comprimido é, aproximadamente: a) 1,20 x 1021 b) 1,80 x 1023 c) 1,20 x 1023 d) 1,80 x 1021 e) 1,50 x 1021 21. (universidade são Francisco – medicina – 2013 – vestibular de inverno) A lidocaína é um dos analgésicos injetáveis mais amplamente utilizados e possui como grande vantagem em relação a substâncias semelhantes a ela, como a procaína, o fato de possuir um menor tempo de meia-vida no organismo, o que possibilita ao paciente um maior tempo de relaxamento muscular e sem dor. As estruturas da procaína e da lidocaína são apresentadas a seguir. H2N O O N Procaína N H O N Lidocaína CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 164 07/02/2017 16:31:55 A respeito das estruturas apresentadas, responda ao que se pede. a) Quais as funções orgânicas em cada uma das substâncias? b) A lidocaína deve ser administrada com uma média de 7 mg para cada 1 kg de massa corporal. Considerando que a lidocaína possui um tempo de meia-vida de 2 horas no organismo, e que um paciente possua 70 kg, qual é a massa de lidocaína, em mg, que restou no organismo do paciente após 8h da administração da droga? 22. (universidade são Francisco – medicina – 2013 – vestibular de verão) Suponha a reação de oxidação do dicromato de potássio não balanceada a seguir: K2Cr2O7 + HCl → KCl + CrCl3 + H2O + Cl2 Determine a massa de cloreto de potássio formada e o volume de cloro gasoso produzido na CNTP quando 250 g de dicromato de potássio com 75% de pureza reagem com quantidade suficiente de ácido clorídrico. Dado: volume molar nas CNTP: 22,4 L. 23. (universidade são Francisco – medicina – 2012 – vestibular de inverno) As indústrias químicas precisam, para ser eficientes, criar métodos de reaproveitamento de produtos secundários. O ácido nítrico, por exemplo, que fica em excesso na produção de TNT, pode ser novamente aproveitado na síntese do ácido fosfórico, sendo assim um reagente útil desde as indústrias de explosivos até as de conservantes de alimentos. Para produzir ácido fosfórico e monóxido de mononitrogênio, fez-se reagir completamente 0,25g de fósforo vermelho (P) com ácido nítrico concentrado e algumas gotas d´água, de acordo com a equação: 3 P + 5 HNO3 + 2 H2O → 3 H3PO4 + 5 NO A massa de ácido fosfórico obtida foi de 0,49g. O rendimento aproximado do processo foi, então, de: a) 62% b) 13% c) 54% d) 31% e) 87% 24. (universidade são Francisco – medicina – 2010 – vestibular de verão) Um método comercial usado para descascar batatas é afundá-las em uma solução de NaOH por curto período, removê-las da solução e retirar a casca com jatos de água. A concentração da solução de NaOH é analisada periodicamente. Em uma dessas análises foram necessários 45,2 mL de solução 0,50 mol.L-1 de ácido sulfúrico para a neutralização total de 20,0 mL de uma amostra de solução de hidróxido de sódio. Calcule a concentração molar e a concentração comum da solução de hidróxido analisada. Mostre os cálculos realizados explicitando, assim, seu raciocínio. 25. (souza marques – 2011 – Primeiro semestre) A putrefação de material orgânico contido no lixo que a população de uma cidade abandona diariamente exposto ao tempo pode produzir uma mistura de substâncias gasosas contendo H2S, NH3, CH4, H2, CO2 e outros compostos químicos. A inalação dessa mistura pode promover danos significativos ao sistema respiratório. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 165 07/02/2017 16:31:55 Considerando cinco amostras distintas, sendo uma de cada substância gasosa mencionada, contendo todas elas o mesmo número de moléculas, a que apresentará a maior massa, em gramas, será a constituída de: a) H2S b) NH3 c) CH4 d) H2 e) CO2 26. (souza marques – 2014 – Primeiro semestre) Um dos métodos de fabricação do ácido fosfórico é a via seca ou térmica, que consiste na queima de fósforo branco ao ar, com a formação de P4O10 e sua posterior hidratação. Considere que uma indústria produziu, em um determinado período, 16317 kg de ácido fosfórico pela via seca, com rendimento de 90%. A massa de fósforo branco utilizada nesse período foi de: a) 2497 kg b) 2775 kg c) 5161 kg d) 5735 kg e) 6854 kg 27. (souza marques – 2000 – Primeiro semestre) Assinale a quantidade de átomos contidos em 90 gramas de glicose (C6H12O6). a) 6 mol b) 12 mol c) 18 mol d) 24 mol e) 12 x 6,02 x 1023 mol. 28. (souza marques – 2000 – Primeiro semestre) Admitindo a transformação completa de ozônio em oxigênio em determinadas condições de temperatura e pressão, 600 litros de ozônio produziriam um volume de oxigênio igual a: a) 200 L b) 300 L c) 600 L d) 750 L e) 900 L CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 166 07/02/2017 16:31:55 29. (souza marques – 2001 – Primeiro semestre) 10,0 g gramas de carbonato de cálcio impuro são tratados com excesso de ácido clorídrico, produzindo 1,79 litros de gás medidos nas CNTP. As impurezas não são atacadas pelo ácido. O teor de pureza do carbonato de cálcio analisado é aproximadamente igual a: a) 70% b) 80% c) 85% d) 90% e) 95% 30. (souza marques – 2001 – Primeiro semestre) Admitindo rendimento de 100%, na reação 2 NO(g) + O2(g) → 2 NO2(g), o volume total de reagentes consumidos na síntese de 60 litros de NO2 será igual a: a) 20 litros b) 30 litros c) 40 litros d) 60 litros e) 90 litros 31. (souza marques – 2003 – Primeiro semestre) 3,82g do composto organometálico M(CH3)2 contém 2,62g do elemento M. Assinale a massa atômica do elemento M. a) 65,5 u b) 95,5 u c) 207 u d) 262 u e) 362 u 32. (souza marques – 2004 – Primeiro semestre) Durante uma intervenção cirúrgica, foi utilizado um balão contendo 8,0 x 10³g de gás oxigênio. Considerando o gás puro, assinale o número aproximadode átomos contidos nesse balão. a) 1,5 x 1023 b) 3,0 x 1023 c) 6,0 x 1023 d) 1,5 x 1026 e) 3,0 x 1026 33. (souza marques – 2004 – Primeiro semestre) O tetracloreto de carbono (CCl4) pode ser obtido pelo aquecimento de vapores de CS2 com o gás cloro. A equação química que representa essa reação é: CS2(g) + 3Cl2(g) → CCl4(g) + S2Cl2(g). Assinale a maior massa de CCl4 que pode ser obtida na reação de 15,24g de CS2(g) com quantidade suficiente de cloro gasoso. a) 154g b) 30,8g c) 28,4g d) 7,33g e) 2,84g CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 167 07/02/2017 16:31:55 34. (unigranrio – 2014 – Primeiro etapa) O coeficiente estequiométrico do O2 na equação 2Fe + O2 → Fe2O3 é corretamente indicado pelo número: a) 1,0 b) 1,5 c) 5 d) 3 e) 3,5 35. (unigranrio – 2014 – Primeiro etapa) Balanceando a reação química abaixo, o somatório dos coeficientes mínimos encontrados será de: _____ c2H8 + _____ o2 → _____ CO2 + _____ H2o. a) 11 b) 22 c) 5 d) 6 e) 12 36. (unigranrio – 2010 – Primeiro semestre) 3,01 x 1023 moléculas de substância A tem massa igual a 14g. A massa molar (g.mol-1) de A é: a) 56 b) 26 c) 14 d) 7,0 e) 28 37. (unigranrio – 2014 – Primeira etapa) Considere a seguinte sequência de reações de formação dos compostos X, Y e Z. H2O X Y +H2S +HCl Z CaO H2S As substâncias representadas por X, Y e Z são, respectivamente: a) Ca(OH)2, Ca2S e CaCl; b) CaO2, CaS2 e CaCl2; c) CaOH2, CaS e CaCl; d) CaO2, Ca2S e Ca2Cl; e) Ca(OH)2, CaS e CaCl2. CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 168 07/02/2017 16:31:55 38. (uniFeso – 2011 – Primeiro semestre – Vestibular de inverno) A piperina, substância orgânica responsável pelo sabor picante da pimenta do reino e considerada por muitos como facilitadora da digestão possui a seguinte fórmula estrutural: N O O O A hidrogenação de todas as ligações pi presentes na parte acíclica da cadeia carbônica de todas as moléculas existentes em uma amostra contendo um mol de moléculas dessa substância, consumiria uma quantidade em mol de hidrogênio que, nas CNTP, ocuparia o seguinte volume em litros: a) 22,4 b) 44.8 c) 67,2 d) 112 e) 134,4 39. (uniFeso – 2011 – Primeiro semestre – Vestibular de inverno) Alguns especialistas em ciências da aeronáutica discordam da atribuição da causa da queda do avião durante pouso na pista do aeroporto da ilha de San Andrés, na Colômbia, a ação de um raio. Segundo eles, é muito pouco provável que um raio tenha conseguido desestabilizar o avião a ponto de provocar a sua queda, pois essas aeronaves modernas são projetadas para resistir a esse tipo de evento. Pilotos que já passaram por essa experiência afirmam que quando um avião é atingido por um raio, nada acontece fora um grande clarão e um cheiro forte de fio queimado, que se dá quando a corrente elétrica do raio rompe moléculas de gás oxigênio (O2) próximas ao avião, transformando-as em moléculas de gás ozônio (O3), que tem esse cheiro característico. (iG, São Paulo – 16/08/2010, adaptado) Considerando que 1 mol de moléculas corresponde a 6,0 x 1023 moléculas, assinale o número de moléculas de gás ozônio formado quando 0,9 mol de moléculas de gás oxigênio forem integralmente transformadas em gás ozônio sob a ação de uma descarga elétrica. a) 6,0 x 10–1 b) 9,0 x 10–1 c) 6,0 x 1023 d) 3,6 x 1023 e) 5,4 x 1023 CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 169 07/02/2017 16:31:56 40. (uniFeso – 2013 – Vestibular de inverno) O hidróxido de sódio, produzido em laboratório por meio da reação de hidratação do óxido de sódio, pode ser empregado na titulação (determinação da concentração) de soluções ácidas. A massa, em gramas, de óxido de sódio contendo 20% de impurezas inertes que, dissolvida em água, produz a quantidade em mol de hidróxido de sódio necessária para neutralizar completamente 200 mL de uma solução aquosa de ácido sulfúrico de concentração igual a 0,50 mol.L–1 é de: a) 3,10 b) 6,20 c) 7,75 d) 8,00 e) 10,00 41. (estácio de sá – 2015) O Nitrogênio (N2) é obtido pela reação da azida de sódio com óxido férrico: NaN3 + Fe2O3 → Na2O + Fe + N2. a) Apresente a reação química balanceada; b) Determine a massa de NaN3 necessária para produzir 150,0 litros de N2 a 25oC e pressão de 0,984 atm. 42. (estácio de sá – medicina – 2015 – primeiro semestre) O cloreto de alumínio (AlCl3) é um reagente muito utilizado em processos industriais e pode ser obtido por meio da reação entre alumínio metálico (Al) e cloro gasosos (Cl2). Se 2,7 g de alumínio são misturados a 4 g de cloro, qual a massa máxima de cloreto de alumínio pode ser obtida? a) 13,35 g de AlCl3 b) 3,38 g de AlCl3 c) 6,76 g de AlCl3 d) 5,01 g de AlCl3 e) 19,77 g de AlCl3 43. (unigranrio – 2013 – Primeiro etapa) O bromo é encontrado em níveis de traço em seres humanos. Seus compostos possuem diversas aplicações. Dentre elas, cita-se o brometo de potássio, que tem sido utilizado no tratamento de epilepsia em humanos e animais. Este elemento químico pode apresentar diferentes estados de oxidação, sendo encontrado na água do mar e na salmoura na forma de brometo. A partir da reação do íon com cloro (Cl2), obtém-se o bromo molecular conforme a equação a seguir: 2 Br- + Cl2 → Br2 + 2 Cl-. Analisando a equação, é correto afirmar que: a) O Cl2 é o agente redutor que oxida o íon brometo; b) O Br- é oxidado em função de seu potencial oxidante; c) O Cl2 é o agente redutor sendo oxidado a íons cloreto. d) O Br- é reduzido em função de seu potencial oxidante e) O Cl2 é o agente oxidante sendo reduzido a seus íons. 44. (souza marques – 2011 – Primeiro semestre) Depois da descoberta dos biovidros, materiais sintéticos que possuem grande capacidade de ligação aos ossos, usados em ortopedia, para o enxerto e a restauração óssea, diversos tipos de cerâmicas com funções distintas foram desenvolvidas. O primeiro tipo de biovidro desenvolvido, denominado Bioglass, possui a seguinte composição: 45% SiO2, 24,5% Na2O, 24,5% CaO e 6% P2O5 (percentagem em massa). A massa aproximada de fósforo existente em 0,5 kg do primeiro tipo de biovidro desenvolvido é: CAPITULO V - REAÇÕES QUÍMICAS.indd 170 07/02/2017 16:31:56 a) 0,013 g b) 0,030 g c) 0,013 Kg d) 0,030 Kg e) 0,062 Kg 45. (souza marques – 2014 – Primeiro semestre) A clorofila a possui somente um átomo de magnésio por molécula, o que corresponde a uma porcentagem em massa desse metal igual a 2,723% nessa forma de clorofila. Com base nessas informações, conclui-se que a massa molar da clorofila a é, aproximadamente, igual a: a) 44,1 g.mol–1 b) 89,2 g.mol–1 c) 441,2 g.mol–1 d) 892,4 g.mol–1 e) 2723,0 g.mol–1 46. (souza marques – 2014 – Primeiro semestre) O metanol, álcool empregado no processo de transesterificação de óleos vegetais para produção de biodiesel, é atualmente obtido pela passando-se uma mistura dos gases monóxido de carbono e hidrogênio sobre um catalisador metálico a altas temperaturas. Assinale a opção que indica a equação química que representa corretamente a reação citada de obtenção do metanol. a) CO2(g) + H2(g) → CH2O2(g) b) CO(g) + H2(g) → CH2O(g) c) 4 CO(g) + 6 H2(g) → 2C2H6O(g) + O2(g) d) 2 CO2(g) + 2 H2(g) → C2H4O2(g) + O2(g) e) CO(g) + 2 H2(g) → CH4O(g) 47. (estácio de sá – medicina – 2012) Aldeídos são compostos que apresentam fórmula geral R – cHo ou ar – cHo. A 25°C, os aldeídos com um ou dois carbonos são gasosos. O metanal é usado em solução aquosa, com o nome de formol, para conservação de peças anatômicas, sendo usado também na fabricação de plásticos, resinas e explosivos. Um dos métodos de preparação de aldeídos utiliza a reação genérica: R – cclo + H2 → R – CHO + HCl. Na reação de 785 g de cloreto de etanoila, obtém-se, considerando rendimento total, uma massa de etanal, em gramas, igual a: a) 580 b) 440 c) 220 d) 110 e) 55 48. (souza marques – 2015 – Primeiro semestre) O bromobenzeno, líquido empregado como solvente e aditivo para combustíveis de veículos automotivos, pode ser obtido através da reação química equacionada a seguir: C6H6 + Br2 → C6H5Br + HBr. Considerando que 15,6 g de benzeno foram
Compartilhar