P1_18_09_04

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P1 - PROVA DE QUÍMICA GERAL - 18/09/04 
 
 
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
K = °C + 273,15 
1 atm = 760,0 mmHg 
c (água) = 4,18 J g-1 °C-1
1a Questão 
Na revelação de chapas fotográficas a base de sais de prata, como por exemplo, o 
brometo de prata (AgBr), este é removido com uma solução aquosa de tiosulfato 
de sódio, segundo a reação abaixo: 
 
2 Na2S2O3(aq) + AgBr(s) → Na3[Ag(S2O3)2](aq) + NaBr(aq) 
 
Considere uma chapa fotográfica que contém 940 mg de AgBr e responda as 
questões abaixo: 
 
a) Qual é a percentagem de AgBr que reage a 250 ml de uma solução com 0,50% 
em massa de tiossulfato de sódio e densidade 1,01 g mL-1? 
 
b) Defina reagente limitante e indique qual é o reagente limitante no item (a) 
 
c) Qual é a quantidade em mol do reagente que ficou em excesso? 
Resolução: 
a) Número de moles AgBr em 940 mg → molesx
molg
g 3100,5
/158
940,0 −= 
 Concentração da solução de Na2S2O3 
massa de Na2S2O3 em 1,0 L de solução → 
100
5,01010 xm = = 5,05 g.L-1 
12
1
1
102,3
188
05,5 −−
−
−
= Lmolx
molg
Lg 
no de moles de em 250 mL: 0,25 L x 3,2 x 10-2 mol L-1 = 7,99 x 10-3 mol 
Pela relação estequiométrica: 
 1 mol AgBr: 2 moles Na2S2O3
Logo, reagem 3,99 x 10-3 moles AgBr que corresponde a: 
%80100
5x10
3,99x10AgBr% 3-
-3
≅= x 
b) Reagente limitante é aquele que numa reação está presente em quantidade 
inferior à estequiométrica. 
No item a o reagente limitante é o Na2S2O3
c) O reagente em excesso é o AgBr 
Quantidade inicial: 5,00 x 10-3 mol 
Quantidade que reage: 3,99 x 10-3 mol 
Quantidade em excesso: 1,00 x 10-3 mol 
2a Questão: 
 
A combustão de um hidrocarboneto líquido de formula CxHy cuja densidade é 
0,792 g mL-1, ocorre à 25 °C e 1,0 atm, segundo a reação abaixo: 
)(
2
)( )(O )
4
()( HC 222yx gOH
ygCOxgxy +→++l , ΔH = -5.471 kJ mol-1 
a) Determine a fórmula do composto, considerando que: 
• O volume de CO2(g) liberado na combustão de 70 mL do hidrocarboneto é 
o mesmo produzido na decomposição de 389,1 g CaCO3(s) nas mesmas 
condições de temperatura e pressão, segundo a reação: 
CaCO3 (s) ⎯⎯→ CaO(s) + CO2(g) 
• O volume de oxigênio nas CNTP é de 136,2 L. 
b) Se os gases liberados na reação acima forem recolhidos em um recipiente 
fechado com capacidade de 1,000 x 104 L a 25 °C, qual a pressão total da mistura 
gasosa? 
 
c) Quais as frações molares e as pressões parciais dos gases na mistura? 
 
d) Calcule a temperatura ate a qual um bloco de cobre com 2,0 kg, inicialmente a 
25 °C poderá ser aquecido pelo calor liberado nesta combustão. 
Calor específico do cobre = 0,38 J g-1 °C-1 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Resolução: 
 
a) 70 mL x 0,792g/mol = 55,44 ≈ 56 ≈ 1 mol 
489,3
100
1,389
313
≅== − CaCOdemolesmolg
gmCaCo 
 CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) 
 4 moles de CaCO3 ≅ 4 moles de CO2 ≅ x 
 )(
2
)(4)(O 4
4
)(HC 222y4 gOH
ygCOgy +→⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ++l 
808,64
4
08,6
4,22
12,1362
≅=+
==
yy
moles
L
molxLmO
 
 C4H8(l) + 6 O2 (g)→ 4 CO2 (g) + 4 H2O (g) 
 
b) Número de moles total = nº de moles de CO2(g) + nº de moles de H2O (g) 
 = 8 moles 
 atm
L
xxPT 0195,010000
298082,08 == 
c) Cálculo das fraçoes molares de CO2 e H2O 
 
atmP
atmxP
OHOH
COCO
00975,05,0
8
4
00975,00195,05,05,0
8
4
22
22
===
====
χ
χ
 
 
d) 1 mol de C4H8(l) libera 5471 kJ 
 5471 x 103 J = 2,0 x 103 g x 0,38 
Cg
J
° x ΔΤ 
 ΔΤ = 7200 °C 
 7200 = tf -ti
 tf ≅ 7200 °C 
 
3a Questão 
 
Mistura-se benzeno e tolueno a 60 oC e forma-se uma solução que pode ser 
considerada ideal. Nesta temperatura, as pressões de vapor destes líquidos puros 
são respectivamente, 385 mm Hg e 139 mm Hg. 
 
a) Qual dos dois líquidos é mais volátil? Justifique sua resposta. 
 
b) Calcule a pressão de vapor da mistura quando a fração molar do benzeno é de 
0,40? 
 
c) Determine a composição do vapor acima da solução (anulado). 
 
d) O gráfico abaixo representa a variação das pressões de vapor do benzeno e do 
tolueno a uma temperatura arbitrária, t1. Represente no gráfico, o que ocorre às 
retas de pressão de vapor de cada liquido e da mistura quando a temperatura é t2, 
sendo que t2 > t1. 
Resolução: 
 
a) O benzeno, porque sua pressão de 
vapor é maior. 
 
b) Pt = 0,4 x 385 + 0,6 x 139 = 237,2 mm Hg 
 
c) χBenz (vapor) = %6565,0
2,237
3854,0 →=x 
 
 χTol (vapor) = %3535,0
2,237
1396,0 →=x 
 
 
 
 
d) 
 
 
 
4a Questão 
 
A entalpia de hidratação do sulfato de cobre (ll) é definida como o calor envolvido 
quando um mol do sólido anidro, CuSO4(s) é convertido em um mol de sólido 
hidratado, CuSO4.5H2O(s). 
lfato de cobre (ll) é definida como o calor envolvido 
quando um mol do sólido anidro, CuSO4(s) é convertido em um mol de sólido 
hidratado, CuSO4.5H2O(s). 
CuSO4(s) + 5H2O(l) → CuSO4.5H2O(s) reação 1 CuSO4(s) + 5H2O(l) → CuSO4.5H2O(s) reação 1 
 
Esta entalpia de hidratação pode ser medida indiretamente através de alguns 
experimentos em laboratório. Na primeira parte do experimento, mistura-se 4,00 g 
do sólido anidro com 50,0 g de água num recipiente de capacidade calorífica 
desprezível e observa-se que a temperatura da água aumenta conforme o gráfico 
da Figura 1. Na segunda parte do experimento mistura-se a mesma quantidade do 
sólido hidratado com a mesma quantidade de água em um outro recipiente cuja 
capacidade calorífica também é desprezível e observa-se que a temperatura 
diminuiu conforme o gráfico da Figura 2. 
Esta entalpia de hidratação pode ser medida indiretamente através de alguns 
experimentos em laboratório. Na primeira parte do experimento, mistura-se 4,00 g 
do sólido anidro com 50,0 g de água num recipiente de capacidade calorífica 
desprezível e observa-se que a temperatura da água aumenta conforme o gráfico 
da Figura 1. Na segunda parte do experimento mistura-se a mesma quantidade do 
sólido hidratado com a mesma quantidade de água em um outro recipiente cuja 
capacidade calorífica também é desprezível e observa-se que a temperatura 
diminuiu conforme o gráfico da Figura 2. 
 
a) Calcule a variação de entalpia, em kJ mol-1, na primeira parte do experimento. a) Calcule a variação de entalpia, em kJ mol-1, na primeira parte do experimento. 
CuSO4(s) + H2O(l) ⎯→ CuSO4(aq) reação 2 CuSO4(s) + H2O(l) ⎯→ CuSO4(aq) reação 2 
b) Calcule a variação de entalpia, em kJ mol-1, na segunda parte do experimento. b) Calcule a variação de entalpia, em kJ mol-1, na segunda parte do experimento. 
CuSO4 .5H2O(s) + H2O(l) ⎯→ CuSO4.(aq) + 5 H2O(l) reação 3 CuSO4 .5H2O(s) + H2O(l) ⎯→ CuSO4.(aq) + 5 H2O(l) reação 3 
c) Calcule a entalpia de hidratação do sulfato de cobre (ll) anidro, conforme a 
reação 1, em kJ mol-1. 
c) Calcule a entalpia de hidratação do sulfato de cobre (ll) anidro, conforme a 
reação 1, em kJ mol-1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 te
m
pe
ra
tu
ra
 °
C
 
 
 
 te
m
pe
ra
tu
ra
 °
C
 
 
 
 
 
 tempo, s tempo, s 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 t
em
pe
ra
tu
ra
, °
C
 
 
 
 
 
 
 t
em
pe
ra
tu
ra
, °
C
 
 tempo, s tempo, s 
 
Figura 1 Figura 2
Resolução: 
a) Q = m.C. ΔΤ MMCuSO4= 159,6 g mol-1 
m = 54g 
c = 4,18 J g-1o C -1 
ΔΤ = (29-21) °C 
Q = 1806 J 
ΔΗ1 = - 1806 J 
no de moles de CuSO4 = 2,5 x 10-2
 
0,025 moles ⎯⎯ 1806 J 
 1 mol ⎯⎯ x 
ΔΗ1 = - 72,24 kJ mol-1 
 
b) Q = m.C. ΔΤ MM (CuSO4.H2O) = 249,6 g mol-1 
m = 54g 
c = 4,18 J g-1o C -1 
ΔΤ = (19,2-20,2) °C 
Q = 226 J (absorvido) 
ΔΗ2 = 226 J 
 
no de moles de CuSO4.5H2O = 1,6 x 10-2 
 
0,016 ⎯⎯ 226 kJ 
1 mol ⎯⎯ x 
ΔΗ2 = 14,13kJ mol-1 
 
c) CuSO4(s)+ H2O(l) → CuSO4 (aq) ΔΗ1 = - 72,24 kJ mol-1
CuSO4(aq) + 5 H2O(l)→ CuSO4.5 H2O(s) + H2O(l) (-)ΔΗ2 = -14,13 kJ mol-1 
__________________________________________________________________ 
CuSO4(s) + 5 H2O(l)→CuSO4.5 H2O(s) ΔΗH = (-72,24) + (-14,13) 
 ΔΗH = -86,37 kJ mol-1