ESPCEX - EXERCÍCIOS VARIADOS 1

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APOSTILA DE 
QUÍMICA GERAL 
– EXERCÍCIOS 
VARIADOS 1
PROF. 
ALEXANDRE 
VARGAS GRILLO
QUÍMICA GERAL 
APOSTILA ESPCEX
EXERCÍCIOS VARIADOS 1
Volume I – Química Geral
APRESENTAÇÃO
Neste material está sendo
apresentado 10 exercícios de
estequiometria industrial.
O referido tema é um dos mais
importantes, na verdade eu o
colocaria como um dos
verdadeiros pilares da Química
Geral, presente em qualquer
concurso militar, o que não seria
diferente para a prova da
ESPCEX.
Apresentação de 10
exercícios de estequiometria
de própria autoria.
SUMÁRIO
EXERCÍCIOS VARIADOS
Questão 01 - (GRILLO) A reação de transformação do dióxido de carbono em monóxido de carbono, representada pela equação a seguir, é muito importante
principalmente para processos metalúrgicos e químicos. A reação química não balanceada é dada a seguir: C(s) + CO2(g) → CO(g). Este processo apresenta
uma variação de entalpia na ordem de (-174) kJ.mol-1 de carbono, caracterizando um processo exotérmico. A partir destas informações, determine os seguintes
itens expostos:
a) a partir de 88 gramas de dióxido de carbono, determine a massa de monóxido de carbono produzido;
b) o volume de monóxido de carbono nas CNTP (condições normais de temperatura e pressão);
c) o volume de monóxido de carbono nas CNATP (condições normais ambientais de temperatura e pressão).
Resolução: Equação química: C(s) + CO2(g) → 2 CO(g)
Item 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
Item b) Cálculo do volume de monóxido de carbono 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
Item c) Cálculo do volume de monóxido de carbono nas CNATP: 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 L de CO
Questão 02 - (GRILLO) Uma pequena amostra contendo 4,20 gramas de carbonato de magnésio foi tratada com ácido clorídrico obtendo-se 476 mL de
dióxido de carbono, medidos nas CNTP. Determine o rendimento desta reação.
Resolução: Equação química: MgCO3 + 2 HCl→ MgCl2 + H2O + CO2
Cálculo do rendimento do processo (R):
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%)
Questão 03 - (GRILLO)
a) Calcule a massa de sulfato de sódio formado a partir da reação de neutralização total, com 147 gramas de ácido sulfúrico e 100 gramas de hidróxido de
sódio.
b) Determine o reagente limitante.
Resolução:
Item a) Equação química: H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(l)
Cálculo do número de mol de cada reagente:
Para o ácido sulfúrico: n=m<MM>=14798=1,50 mol
Para o hidróxido de sódio: n=m<MM>=10040=2,52=1,25 mol reagente limitante
Item b) Cálculo da massa de sulfato de sódio produzido, a partir do reagente limitante: H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) → Na2SO4(aq) + H2O(l)
2 mol de NaOH ------------------ 1 mol de Na2SO4
80 g -------------------------------- 142 g
100 g ------------------------------ mNa2SO4
mNa2SO4 = 177,5 g
b) Reagente limitante = hidróxido de sódio (NaOH).
EXERCÍCIOS VARIADOS
Questão 04 - (GRILLO) Determine a massa de sulfato de cálcio obtida quando se tratam 370 gramas de hidróxido de cálcio contendo 20% de
impurezas por solução de ácido sulfúrico?
Resolução: Cálculo do valor percentual referente ao reagente na sua forma pura: 100% - 20% = 80%
Equação química balanceada: H2SO4(aq) + Ca(OH)2(aq) → CaSO4(aq) + 2 H2O(l)
Cálculo da massa de Ca(OH)2 puro: mCa(OH)2 = 370 g x 0,80 = 296 g
H2SO4(aq) + Ca(OH)2(aq) → CaSO4(aq) + 2 H2O(l)
74 gramas de Ca(OH)2 ------------ 136 gramas de CaSO4
296 gramas de Ca(OH)2 ----------- mCaSO4
mCaSO4 = 544 g
Questão 05 – (GRILLO) Considere o seguinte processo químico para a produção de sulfato de potássio, sulfato de manganês II, sulfato de ferro
III e água, conforme a equação química não-balanceada apresentada a seguir: KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 → K2SO4 + MnSO4 + Fe2(SO4)3 + H2O.
Considere que foram colocados para reagir um quilograma para cada reagente. A partir desta informação, determine a massa de todos os
produtos formados.
Resolução: Realizando o balanceamento pelo método de oxirredução:
2 KMnO4 + 10 FeSO4 + 8 H2SO4 → K2SO4 + 2 MnSO4 + 5 Fe2(SO4)3 + 8 H2O, em que o permanganato de potássio é o agente oxidante e o
sulfato de ferro II é o agente redutor.
Cálculo do número de mol para cada reagente:
nKMnO4 =
mKMnO4
< MM >KMnO4
=
1000 g
158 g.mol−1
=
6,33
2
= 3,16 mol
nFeSO4 =
mFeSO4
< MM >FeSO4
=
1000 g
152 g.mol−1
=
6,58
10
= 0,66 mol
nH2SO4 =
mH2SO4
< MM >H2SO4
=
1000 g
98 g.mol−1
=
10,20
8
= 1,27 mol
Logo o reagente limitante é o sulfato de ferro II, por apresentar o menor número de mol. Cálculo da massa de todos os produtos formados:
10 mol de FeSO4 -------- 1 mol de K2SO4 ------- 2 mol de MnSO4 ------ 5 mol de Fe2(SO4)3 ----- 8 mol de H2O
1520 g -------------------- 174 g -------------------- 302 g ------------------- 2000 g ------------------- 128 g
1000 g -------------------- mK2SO4 ------------------ mMnSO4 ----------------- mFe2(SO4)3 ---------------- mH2O
As massas dos produtos são os seguintes:
mK2SO4 = 114,47 g (K2SO4 = sulfato de potássio)
mMnSO4 = 198,68 g (MnSO4 = Sulfato de Manganês II)
mFe2(SO4)3 = 1315,79 g [Fe2(SO4)3]= sulfato de ferro III)
mH2O = 84,21 g
EXERCÍCIOS VARIADOS
Questão 06 - (GRILLO) A recuperação do ferro metálico, a um percentual de aproximadamente 86,30%, a partir de um minério que contém
43,20% de trióxido de diferro (magnetita). Determine a massa de ferro metálico que pode ser recuperada a partir de 2,00 kg de magnetita. Favor
considerar que o ferro obtido é a partir da redução do minério com monóxido de carbono.
Resolução: Fe3O4(s) + 4 CO(g) → 3 Fe(s) + 4 CO2(g)
1 mol de Fe3O4 ------------- 3 mol de Fe x R
232 g ------------------------- 144,98 g
864 g ------------------------- mFe
mFe = 539,92 g
Questão 07 – (GRILLO) Foram tratados 16 gramas de uma soda comercial, composta basicamente por carbonato de sódio e ácido clorídrico. 
Após um determinado tempo, houve liberação de um determinado gás que, medido na pressão de 1,5 atm, preencheu um determinado recipiente 
de 2,2 litros na temperatura de 27ºC. Qual o grau de pureza da soda? 
Resolução: Cálculo do número de mol de dióxido de carbono, a partir da equação dos gases ideais: nCO2 =
p x VCO2
R x T
=
1,50 x 2,20
0,08206 x (27+273)
=
0,134 mol
Cálculo da massa do número de massa de dióxido de carbono: mCO2 = nCO2 x <MM>CO2
mCO2 = 0,134 x 44
mCO2 = 5,90 g
Cálculo da massa de soda comercial: 2 HCl + Na2CO3 → 2 NaCl + H2O + CO2
1 mol de Na2CO3 ----------------------- 1 mol de CO2
106 gramas de Na2CO3 ---------------- 44 gramas de CO2
mNa2CO3 ----------------------------------- 5,90 gramas de CO2
mNa2CO3 = 14,21 g
Cálculo do grau percentual de pureza da soda comercial: %Na2CO3 =
14,21 g
16 g
= 0,8888 (88,88%)
Questão 08 – (GRILLO) Considere a seguinte reação de produção de ácido sulfúrico e monóxido de nitrogênio a partir do ácido nítrico, conforme
pode ser observado pela equação química não balanceada: As2S3 + HNO3 + H2O → H2SO4 + H3AsO4 + NO. Partindo de 1000 gramas de ácido
nítrico, calcule a massa de ácido sulfúrico produzido e o volume de NO nas CNTP.
Resolução: O balanceamento desta reação deverá ser feita pelo método de oxidação-redução: 3 As2S3 + 28 HNO3 + 4 H2O → 9 H2SO4 + 6
H3AsO4 + 28 NO
Dados do problema:
Massa de HNO3 = 1000 g
Massa de H2SO4 = ?
Volume de NO nas CNTP = ?
Cálculo da massa de H2SO4: 3 As2S3 + 28 HNO3 + 4 H2O → 9 H2SO4 + 6 H3AsO4 + 28 NO
28 mol de HNO3 ---------- 9 mol de H2SO4
28 x 63 g ------------------- 9 x 98 g
1000 g ---------------------- mH2SO4
mH2SO4= 500 g
Cálculo do volume de NO nas CNTP: 3 As2S3 + 28 HNO3 + 4 H2O → 9 H2SO4 + 6 H3AsO4 + 28 NO 
28 mol de HNO3 ---------------------------------------------- 28 x 22,4 L de NO 
(1000/63) ------------------------------------------------------- VNO
VNO = 355,55 L
EXERCÍCIOS VARIADOS
Questão 09 - (GRILLO) Calcule o volume de ar a 27°C e pressão de 850 mm Hg, necessário para a ustulação de 400 g de pirita com 90% de
pureza, cuja equação química não-balanceada é a seguinte: FeS2 + O2 → Fe2O3 + SO2.
Resolução: Equação química: 4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2
Considerando que o ar apresenta composição igual a 21% de oxigênio e 79% de gás nitrogênio, temos:
Cálculo do número de mol de gás nitrogênio:
11 mol de O2(g) ---------- 21%
nN2 ------------------------ 79%
nN2 = 41,38 mol de N2(g)
Equação química com a presença de gás nitrogênio: 4 FeS2 + 11 O2 + 41,38 N2(g) → 2 Fe2O3 + 8 SO2 + 41,38 N2(g).
Número de mol de ar = 11 mol de O2 + 41,38 mol de N2 = 52,38 mol de ar.
Cálculo do número de mol de ar: 4 FeS2 + 11 O2 + 41,38 N2(g)→ 2 Fe2O3 + 8 SO2 + 41,38 N2(g)
4 mol de FeS2 --------------------- 52,38 mol de ar
400 𝑥 0,90
120
mol de FeS2 ---------- nar
nar = 39,28 mol de ar
Cálculo do volume de ar, considerando comportamento ideal: Var =
39,28 x 0,08206 x 27+273
850
760
=
39,28 x 0,08206 x 300 x 760
850
= 864,61 L
Questão 10 – (GRILLO) Determine o volume de ar, nas CNTP, que fornece o oxigênio necessário a combustão não catalisada de 15 mol de
amônia.
Resolução: Cálculo do número de mol de gás nitrogênio, considerando que o ar apresenta em sua composição – 20% de Oxigênio e 80% de
nitrogênio:
5/2 mol de O2(g) ----------- 20%
nN2 -------------------------- 80%
nN2 = 10 mol de N2(g)
Equação química com a presença do gás nitrogênio: 2 NH3(g) + 5/2 O2(g) + 10 N2(g) → 2 NO(g) + 3 H2O(g) + 10 N2(g).
Cálculo do volume de ar:
2 mol de NH3(g) ------------ 12,5 mol de ar
15 mol de NH3(g) ---------- nar
nar = 93,75 mol
Cálculo do volume de ar, nas CNTP: Var = nar x (22,4 L.mol
-1) = 93,75 x 22,4 = 2100 L
RESUMO
➢ A palavra estequiometria é proveniente da
palavra grega grega stoicheon, que significa
elemento, e metron, significando medida.
➢ A estequiometria é definida como o estudo
quantitativo da composição química,
proveniente das transformações químicas,
regido pelas reações químicas.
➢ Passos para o cálculo de um problema
estequiométrico:
I. Escrever a equação química do processo.
II. Realizar o balanceamento da equação
química mencionada.
III. Montar a proporção estequiométrica através
das informações do problema.
A INTERPRETAÇÃO DO TEXTO É CRUCIAL E 
DE SUMA IMPORTÂNCIA PARA O SUCESSO.
IV. Utilizar a regra de três para o cálculo desejado.
REFERÊNCIAS 
BIBLIOGRÁFICAS
Nabuco, João Roberto da 
Paciência & Barros. Química
Geral. Rio de Janeiro, 
Primeira edição. Editora Ao
livro técnico, 1979.
Grillo, A. V. Manual de 
Exercícios de Físico-Química 
Aplicada – Volume 1. Editora 
Autografia, 2019.
Russel, J. B.; Química Geral
– Segunda Edição. Pearson 
Makron Books, 1994.
Levenspiel, O. Engenharia
das reações químicas. São 
Paulo, Edgard Blücher Ltda., 
2000. 
Atkins, P, & Jones, L. 
Princípios de Química –
Questionando a vida
moderna e o meio ambiente
– Quinta Edição. Editora
bookman, 2012.
Introduction to the 
Thermodynamics of 
Materials Fourth Edition. 
David R. Gaskell. Taylor & 
Francis, New York – London, 
2003.
AGRADECIMENTOS
Dedico este trabalho primeiramente
а Deus, pоr ser essencial еm
minha vida, autor dе mеυ destino e
meu guia.
Meus guias espirituais presente em
todos os momentos da minha vida.
Minha mãе Estela Vargas Grillo,
meus pais Vincenzo Grillo e Jorge
Luiz Zaupa e para a minha irmã
Denise Vargas Grillo.
Dedico este trabalho aos meu
grande mestre, “In Memorian”, pela
existência de meu amigo e mestre
da vida, JOÃO ROBERTO DA
PACIÊNCIA NABUCO.
Dedico este trabalho ao meu
mestre e amigo, FRANCISCO
JOSÉ MOURA, meu eterno
orientador.
Ás pessoas cоm quem convivi e
me deram apoio ао longo desses
anos.” O meu muito obrigado.
QUEM É O ESCRITOR?
Professor Dr. 
Alexandre Vargas 
Grillo
ALEXANDRE VARGAS GRILLO
Alexandre Vargas Grillo é Doutor em Engenharia de Materiais e
Processos Químicos e Metalúrgicos pela PUC-Rio, Mestre em
Engenharia de Materiais e Processos Químicos e Metalúrgicos pela
própria PUC-Rio e graduação em Engenharia Química também pela
PUC-Rio. Atualmente atua como Professor do Instituto Federal do Rio
de Janeiro – IFRJ – Campus Nilópolis, lecionando Físico-Química
Avançada para os cursos de Bacharelado, Licenciatura e Técnico. Na
pesquisa atua em Engenharia de Processos Químicos e Metalúrgicos
em Síntese de Nanopartículas, Laboratório de Modelagem,
Automação e Controle – LaMAC PUC-Rio, além de atuar na Química,
mais especificamente na Físico-Química em Nanotecnologia. Atua
como professor e coordenador das Olimpíadas de Química do Rio de
Janeiro – OQRJ e também no próprio campus que leciona – IFRJ –
Nilópolis.
Alexandre Vargas Grillo
@quimicasemgrillo
Química Sem Grillo