P1_18_09_06

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P1 - PROVA DE QUÍMICA GERAL – 18/09/06 
 
Nome: 
Nº de Matrícula: GABARITO Turma: 
Assinatura: 
Questão Valor Grau Revisão 
1a 2,5 
2a 2,5 
3a 2,5 
4a 2,5 
Total 10,0 
Dados 
 
R = 0,0821 atm L mol-1 K-1 
T (K ) = T (°C) + 273,15 
1 atm = 760,0 mmHg 
1a Questão 
 
O hidróxido de ouro (lll), Au(OH)3, é usado para cobrir a superfície de metais com 
uma camada de ouro. A reação que representa a obtenção de Au(OH)3 é: 
 
2KAuCl4(aq) + 3Na2CO3(aq) +3H2O(l) � 2Au(OH)3(aq) + 6NaCl(aq) + 2KCl(aq) + 3CO2(g) 
 
Supondo que foram utilizados 50,00 g de KAuCl4 e 62,50 g de Na2CO3, responda 
as questões que se seguem, considerando que H2O é um dos reagentes que está 
em excesso. 
 
a) Qual é o reagente limitante na reação? Mostre com cálculos. 
b) Qual é a quantidade (em mol) consumida na reação, do reagente que está em 
excesso? Considere que este item não se refere ao reagente H2O. 
c) Qual é a quantidade máxima (em massa) de Au(OH)3 que pode ser obtida na 
reação? 
d) Calcule o rendimento da reação considerando que foram obtidos 28,0 g de 
Au(OH)3. 
Resolução: 
a) KAuCl4 + Na2CO3Au(OH)3
50,00g 62,50 g 
 MM 377,9 106,0 
 
377,9 g �� 1 mol KAuCl4 106,0 g �� 1 mol Na2CO3
50,00 g �� 0,132 62,50 g �� 0,590 
 
A proporção estequiométrica é: 
 2 KAuCl4 �� 3 Na2CO3
0,132 �� 0,198 mol Na2CO3
ou 0,393 �� 0,590 
 
Precisamos de 0,198 mol de Na2CO3 para reagir com todo KAuCl4
ou 0,393 mol de KAuCl4 para reagir com todo Na2CO3
Só temos 0,132 mol de KAuCl4
O reagente limitante é o KAuCl4 que está presente em quantidade (mol) menor 
que a estequiométrica para reagir com todo o Na2CO3 disponível 
 
b) Será consumido 0,198 mol de Na2CO3 conforme cálculos acima. 
 
c) 0,132 mol KAuCl4 pode gerar x mol de Au(OH)3
Se 2 mol KAuCl4 geram 2 mol de Au(OH)3
0,132 mol de Au(OH)3 � 0,132 x 248 = 32,74 g 
 MM = 248 
 
d) 85,52%x100
32,74
28,00
=
2a Questão 
 
Uma substância de fórmula geral HX reage com excesso de Ba(OH)2 segundo a 
reação I abaixo: 
 
Reação I: 2HX(aq) + Ba(OH)2(aq) � BaX2(s) + 2H2O(l) 
 
Uma massa de 16,9 g do produto BaX2 é colocada em um frasco onde são 
adicionados 17,9 mL de solução aquosa de H2SO4 (reação II). 
 
Reação II: H2SO4(aq) + BaX2(s) � BaSO4(aq) + 2HX(aq) 
 
A solução de H2SO4 utilizada na reação ll foi preparada pela mistura de 50,0 mL 
de ácido sulfúrico comercial (d = 1,80 g mL-1, 70,0 % de H2SO4 e 30,0% de H2O
ambos em massa) com 200 mL de água, formando um volume final de 250 mL. 
 
O excesso de H2SO4 na reação II reage com exatamente 31,0 mL de solução 
aquosa de NaOH 0,100 mol L-1, conforme a reação III: 
 
Reação III: H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) � Na2SO4(aq) + 2H2O(l) 
 
a) Calcule a fração molar de H2SO4 no ácido sulfúrico comercial. 
b) Calcule a concentração molar (mol L-1) da solução de H2SO4 utilizada na reação 
II. 
c) Calcule a massa molar de HX. 
 
Resolução: 
a) Considerando 1000 mL de solução de H2SO4 comercial, a massa obtida é: 
msoluto = Vsolução x d = 1000 mL . 1,8 g mL-1 = 1800g 
desses 1800g, 70% é ácido sulfúrico (1260g) e 30% é água (540g) 
logo: 
 
0,299
nn
n
X
11
1
s4s
4SOsH
4s
mol .18g
540g
mol .98g
1260g
mol .98g
1260g
OHSOH
SOH =+
=
+
=
��
�
b) Para 1000 mL de solução tem-se 1260g de H2SO4, logo a molaridade de H2SO4
na solução comercial é: 
 
1
1 Lmol 12,9 1L.mol 98g
1260g
MM.V
mM �� ===
Diluindo 50 mL dessa solução com água para formar 250 mL de volume final de 
solução, temos que a molaridade da solução resultante é: 
 
1
1
Lmol 2,58
mL250
mL 50xLmol 12,9M �
�
==
c) Para se obter a massa molar do HX, precisa-se saber a massa molar do BaX2.
Assim precisa-se saber a quantidade de BaX2, em mol, que equivale os 16,9 g da 
substância. 
Como a reação entre BaX2 e H2SO4 é 1 para 1 tem-se que: 
1
HX
1X
x
XBa
1
(reagidos)2BaX
(reagido)SOH
3
4(excesso)SOH
11
o)(adicionadSOH
(excesso)SOHo)(adicionadSOH(reagido)SOH
BaX(reagido)SOH
mol g122 1120,8MMLogo,
mol g120,8
2
MM
MM
241,6137,3378,9MMMMMM
mol 378,9g
mol 0,0446
16,9gMM
mol 0,0446SOHn
mol 0,04460,001550,0046n
mol 1,55x100,0031) x(0,100
2
1NaO
2
1n
mol 0,046Lmol 2,58 x0,179LM.Vn
nnn
mas
nn
2
22BaX
2BaX
2
42
42
42
424242
242
�
�
�
�
��
=+=
==
=�==�
==
==
=�=
===
===
�=
=
3a Questão 
 
A reação de peróxido de sódio (Na2O2) com dióxido de carbono (CO2) para a 
formação de carbonato de sódio (Na2CO3) e oxigênio (O2) ocorre conforme a 
equação abaixo: 
 
2Na2O2(s) + 2CO2(g) � 2Na2CO3(s) + O2(g) 
 
Esta reação é usada em submarinos e veículos espaciais para eliminar o CO2
expirado e para gerar o O2 necessário para a respiração. Considerando: 
� que a taxa de troca dos gases nos pulmões é de 4,0 L min-1;
� que a quantidade de CO2 no ar expirado é de 3,8% em volume; 
� que tanto o CO2 quanto o O2 na reação acima são medidos a 25oC e 0,967 atm. 
Responda: 
a) Qual é o volume (em mL) de O2 produzido por minuto, considerando que a fonte 
do CO2 é o ar expirado? 
b) Qual é a taxa de consumo de Na2O2 (em g h-1), assumindo que a reação acima 
é instantânea e tem um rendimento de 100%? 
c) Calcule a massa de Na2O2 necessária para reagir com 50 L de CO2 .
Obs. Considere que os gases se comportam idealmente. 
Resolução:
25°C e 0,967 atm � volume molar = 25,3 L 
 
a) 4,0 min-1 � CO2 = 0,152 L min-1 ou 152 mL min-1 
 = 6x10-3 mol min-1 
 
2CO2 �� 1O2
6,0 x 10-3 mol min-1 � O2 = 3,0x10-3 mol min-1 
 � 76 mL min-1 
b) CO2 6x10-3 mol min-1 =360 x 10-3 mol h-1 
 	
N2O2 0,360 mol h-1 = 28,1 g h-1 
c) 25°C e 0,967 atm � volume molar = 25,3 L 
 50,0L / 25,3 = 1,98 mol = mols N2O2
22ONa
m = 154 g 
4a Questão 
 
Em temperaturas próximas de 800oC o vapor d’água reage com o coque (uma 
forma de carbono obtida a partir do carvão) para formar os gases CO e H2,
conforme a equação abaixo: 
 
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) Kp = 14,1 a 800oC
A mistura de gases resultante é um importante combustível industrial chamado 
gás d’água.
a) Quais as pressões parciais de H2O, CO e H2 na mistura em equilíbrio, a 800oC, 
quando a pressão inicial de H2O for 8,81 atm? 
b) Qual é a pressão total no recipiente quando a mistura está em equilíbrio? 
c) O que ocorre com o valor de Kp quando a quantidade de C(s) é aumentada? 
Explique. (Considere que não houve alteração significativa do volume da mistura 
de gases). 
d) Calcule o valor de Kc para a reação. 
 
Obs. Considere que os gases se comportam idealmente. 
Resolução:
a) 
 C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 
Inicio (atm) 8,81 0 0 
Reagem (atm) -x x x 
Equilíbrio (atm) 8,81-x x x 
 
atm 2,68P
atm 6,13PP
3,02x
6,13x
2
26,4 14,1-x
695Q
012414,1xx
x8,81
 x.x14,1
P
P.P
K
OH
Hco
2
1
2
OH
HCO
p
2
2
2
2
=
==
�=
=
±
=
=
=�+
�
=
=
b) 14,9PPPP OHHCOtotal 22 =++=
c) O valor de Kp não se altera. As concentrações de quaisquer reagentes e 
produtos sólidos são omitidos na expressão da constante de equilíbrio. 
 
d) 
 
0,160
88,1
14,1
RT
K
K
1Qn
(RT)KK
p
C
Qn
cp
===
=
=
	�
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