CADERNO 18

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10 EXERCÍCIOS - ESTEQUIOMETRIAL 
INDUSTRIAL 
 
PROFESSOR DSc. 
ALEXANDRE VARGAS 
GRILLO 
 
 
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APRESENTAÇÃO DO AUTOR 
 
Alexandre Vargas Grillo é graduado em Engenharia Química pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro 
(PUC-Rio), Pós-Graduado em Licenciatura de Ensino Fundamental e Médio pela Química (UCAM – Universidade 
Cândido Mendes). Mestre e Doutor em Engenharia de Materiais e Processos Químicos e Metalúrgicos também pela 
PUC-Rio. Atualmente atua como Professor do Instituto Federal do Rio de Janeiro – IFRJ – Campus Nilópolis. Leciona 
também em turmas de alto nível (IME-ITA-OLIMPÍADAS) a mais de vinte anos. 
Na pesquisa atua na área da Engenharia de Processos Químicos e Metalúrgicos em Síntese de nanopartículas, além de 
atuar na Química, mais especificamente na Físico-Química em Nanotecnologia. Autor de inúmeras obras destinada à 
Olimpíada, concursos de alto nível (IME-ITA), graduação e pós-graduação. Atua como professor colaborador em 
pesquisas na área de Síntese de Nanopartículas pelo Departamento de Engenharia Química e de Materiais – PUC-Rio. 
É membro da coordenação de Olimpíadas de Química do Rio de Janeiro – OQRJ e das turmas Olímpicas de Química 
do IFRJ – Campus Nilópolis. 
 
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Questão 161 – (OLIMPÍADA MINEIRA DE QUÍMICA) O airbag é um equipamento de segurança obrigatório no Brasil. A bolsa de airbag é feita de 
um material bastante reforçado e resistente, que costuma ser o polímero nylon. No interior dessa bolsa há uma mistura de reagentes: azoteto de sódio, 
nitrato de potássio e dióxido de silício. No momento da colisão, sensores localizados em pontos estratégicos do carro detectam a forte desaceleração do 
veículo e são acionados, emitindo sinais para uma unidade de controle. O sensor é ligado a um filamento que fica em contato com uma pastilha de azoteto 
de sódio, dentro do airbag. Ele emite uma descarga elétrica, que aquece o azoteto, fornecendo a energia de ativação necessária para dar inicio a reação, 
que libera grande quantidade de gás nitrogênio e sódio a partir da decomposição do NaN3, em frações de segundo. Sabendo que o volume total de uma 
bolsa de airbag é de 70,0 litros e, que nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) 1 mol de gás corresponde a um volume de 22,4 litros, 
qual é a massa de azoteto de sódio necessária para inflar todo o dispositivo de segurança? 
a) 304 g 
b) 67,5 g 
c) 405 g 
d) 135 g 
 
Resolução: Alternativa D. 
 
Cálculo da massa de azoteto de sódio: NaN3(s) → Na(s) + 3/2 N2(g) 
 
1 mol de NaN3 ---------- 3/2 mol de N2 
65 g ----------------------- 3/2 x (22,4 L) 
mNaN3 --------------------- 70 L 
mNaN3 = 135,42 g 
 
Questão 162 – (ITA) Na temperatura ambiente, hidróxido de potássio sólido reage com o cloreto de amônio sólido, com a liberação de um gás. Assinale 
a alternativa correta para o gás liberado nesta reação. 
a) Cl2 
b) H2 
c) HCl 
d) NH3 
e) O2 
 
Resolução: Alternativa D. Na temperatura ambiente, a reação entre o hidróxido de potássio sólido com o cloreto de amônio sólido há a liberação de 
amônia. 
 
Questão 163 - (ITA) Considere a equação química não balanceada, que representa a reação do sulfeto de cádmio em solução aquosa com de ácido 
nítrico: CdS + HNO3 → Cd(NO3)2 + NO + Y + H2O. Pode-se afirmar que, na equação química não balanceada, a espécie Y é: 
a) Cd(HSO4)2 
b) CdSO4 
c) SO3 
d) SO2 
e) S 
 
Resolução: Alternativa E. Para que a reação esteja balanceada, o elemento químico Y será o enxofre (S). 
 
Questão 164 – (ITA) Considere que 20 gramas de tiossulfato de potássio com pureza de 95% reagem com ácido clorídrico em excesso, formando 3,2 
gramas de um sólido de coloração amarela. Assinale a alternativa que melhor representa o rendimento desta reação: K2S2O3 + 2 HCl → S + H2O + SO2 
+ 2 KCl. 
a) 100% 
b) 95% 
c) 80% 
d) 70% 
e) 65% 
 
Resolução: Alternativa A. Observação quanto ao enunciado do problema: a coloração amarela se refere ao enxofre. 
 
Cálculo do rendimento deste processo: K2S2O3 + 2 HCl → S + H2O + SO2 + 2 KCl 
 
1 mol de K2S2O3 ------------------------ 1 mol de S 
190,32 gramas de K2S2O3 ------------- 32,06 gramas de S x R 
0,95 x 20 gramas de K2S2O3 ---------- 3,2 gramas de S 
R = 0,999 (≅ 100%) 
 
Questão 165 – (U.S. NATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD) 0,250 gramas de um elemento M reage com excesso com flúor, para produzir 0,547 
gramas de MF6. Qual é o elemento? 
a) Cr 
b) Mo 
c) S 
d) Te 
 
Resolução: Alternativa B. 
 
Equação química balanceada: M + 3 F2 → MF6 
1 mol de M ----------- 1 mol de MF6 
<MM>M --------------- (<MM>M + 6 x 19) 
0,250 g ---------------- 0,547 g 
 
0,547 x <MM>M = 0,250 x (<MM>M + 114) 
0,297. <MM>M = 28,50 
<MM>M = 95,96 g.mol-1 
 
Com o auxílio da tabela periódica, o elemento químico que apresenta a massa molar igual a 95,95 g.mol-1 trata-se do Molibdênio (Mo). 
 
 
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Questão 166 – O número de átomos presentes em 2,20 gramas de propano é aproximadamente igual a: 
a) 9,0 x 1022 
b) 6,0 x 1022 
c) 3,0 x 1023 
d) 9,0 x 1023 
e) 9,0 x 1021 
 
Resolução: Alternativa C. 
 
44 gramas de C3H8 ------------------------ 11 mol x (6,02 x 1023 átomos / mol) 
2,20 gramas de C3H8 ---------------------- X 
X = 3,31 x 1023 átomos 
 
Questão 167 – (U.S. NATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD) Aspirina, C9H8O4, é preparada a partir do ácido salicílico, C7H6O3, de acordo com a 
seguinte equação química: C7H6O3 + (CH3CO)2O → C9H8O4 + CH3COOH. Se o rendimento desta reação é de 83%, qual a massa de ácido salicílico deve 
ser preparado a partir de 1,0 kg de aspirina? 
a) 0.77 kg 
b) 0.92 kg 
c) 1.2 kg 
d) 1.3 kg 
 
Resolução: Alternativa B. 
 
Cálculo da massa ácido salicílico, considerando um rendimento de 83%: C7H6O3 + (CH3CO)2O → C9H8O4 + CH3COOH 
1 mol de C7H6O3 ---------------- 1 mol de C9H8O4 
138 g ------------------------------ 180 g x 0,83 
mC7H6O3 --------------------------- 1 kg 
mC7H6O3 = 0,92 kg 
 
Questão 168 – (OLIMPÍADA PERUANA DE QUÍMICA) O ácido sulfúrico pode ser formado a partir de oxigênio, água e dióxido de enxofre. Suponha 
que se faz reagir 400 gramas do óxido, 175 gramas de oxigênio e 125 gramas de água, até que se esgote o reagente limitante. Que massa de ácido se 
forma? 
a) 700 g 
b) 612 g 
c) 472 g 
d) 0 g 
 
Resolução: Alternativa B. 
Cálculo do número de mol de cada reagente químico: 
Analisando o oxigênio: nO2 =
mO2
<MM>O2
=
175
32
= 5,47 mol 
Pela estequiometria, temos: ½ O2(g) + H2O(l) + SO2(g) → H2SO4 
½ mol de O2 ---------- 5,47 mol 
1 mol de O2 ----------- nO2 
nO2 = 10,94 mol 
 
Analisando a água: nH2O =
mH2O
<MM>H2O
=
125
18
= 6,94 mol 
 
Analisando o dióxido de enxofre: nSO2 =
mSO2
<MM>SO2
=
400
64
= 6,25 mol (reagente limitante) 
 
Cálculo da massa de ácido sulfúrico produzido, a partir do dióxido de enxofre: ½ O2(g) + H2O(l) + SO2(g) → H2SO4 
 
1 mol de SO2 ----------------- 1 mol de H2SO4 
6,25 mol de SO2 ------------- nH2SO4 
nH2SO4 = 6,25 mol de ácido sulfúrico. 
 
Cálculo da massa de H2SO4, a partir do número de mol: mH2SO4 = nH2SO4 x < MM >H2SO4= 6,25 x 98 = 612,5 g 
 
Questão 169 – (U.S. NATIONAL CHEMISTRY OLYMPIAD) Fe2O3 reage com excesso de CO a altas temperaturas, de acordo com a seguinte 
equação: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2. Se 6,50 gramas de Fe2O3 reage com 3,85 gramas de ferro, qual é o rendimento da reação? 
a) 59,2% 
b) 69,9% 
c) 76,3% 
d) 84,7% 
 
Resolução: Alternativa D. Equação química balanceada: Fe2O3 + 3 CO → 2 Fe + 3 CO2 
 
1 mol de Fe2O3 ------------- 2 mol de Fe 
160 g ------------------------- 112 g x R 
6,50 g ------------------------ 3,85 g 
R = 0,8461 (84,61%) 
 
 
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Questão 170 – (OLIMPÍADA BRASILEIRA DE QUÍMICA) Considere a equação química que representa a oxidação de cloreto por permanganato, 
em meio ácido: MnO4- + H+ + Cl- → Mn2+ + Cl2 + H2O. Após o balanceamento desta equação, o coeficiente estequiométrico para o íon MnO4- é 2 e para 
o H+ é: 
a) 4 
b) 8 
c) 10 
d) 14 
e)16 
 
Resolução: Alternativa E. 
Realizando o balanceamento pelo método de oxidação-redução (redox), a equação química balanceada fica da seguinte maneira: 2 MnO4- + 16 H+ + 10 
Cl- → 2 Mn+2 + 5 Cl2 + 8 H2O