P1_19_09_09

Prévia do material em texto

P1 - PROVA DE QUÍMICA GERAL – 19/09/09 
 
Nome: GABARITO 
Nº de Matrícula: 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 
PV = nRT 
Kp = Kc (RT)�n
1a Questão 
 
O nitrito de sódio, NaNO2, é usado na fabricação de corantes e também como 
conservante em carnes processadas para evitar o botulismo. Ele pode ser 
preparado borbulhando os gases monóxido de nitrogênio, NO, e oxigênio, O2, em 
uma solução aquosa de carbonato de sódio, Na2CO3. Após observar a reação 
abaixo responda as seguintes questões: 
 
2Na2CO3(aq) + 4NO(g) + O2(g) E 4NaNO2(aq) + 2CO2(g) 
 
a) Calcule a massa, em gramas, de NaNO2 que resulta ao reagirmos 748 g de 
Na2CO3 com um excesso de NO e O2. Considere 100% de rendimento. 
b) Em outra condição utilizou-se 225 mL de Na2CO3 1,50 mol L-1 e 22,1 g de NO. 
Considerando que o O2 está em excesso, determine o reagente limitante, 
mostrando com cálculos. 
c) Calcule a quantidade de NaNO2, em massa, nas condições do item b, sabendo 
que o rendimento percentual da reação é de 95%. 
Resolução:
a) 
 
2
2
2
32
2
32
22
32
NaNO deg974973,76
NaNO demol 1
NaNO deg68,99x
x
CONademols 2
NaNO demols 4x
CONadeg105,99
CONade1mol x CONadeg748
�=
b) Será o Na2CO3?
2
2
2
32
2
32
22
32
NaNO deg46,6
NaNO demol 1
NaNO deg68,99x
x
CONademols 2
NaNO demols 4x
CONadeL1
CONademol 1,50 x CONadeL0,225
=
b) Será o NO? 
 
2
2
2
2
NaNO deg8,50
NaNO demol 1
NaNO deg68,99x
x
NO demols 4
NaNO demols 4x
NO deg30
NO de1mol x NOdeg22,1
=
O Na2CO3 é o limitante. 
 
c) Rendimento percentual = 100x
teóricoRendimento
Real Rendimento 
95 = g44,3X100 x
46,6
X
=�
2a Questão 
 
A nitroglicerina, C3H5N3O9, é um líquido sensível ao choque, capaz de detonar 
liberando uma mistura de gases segundo a reação: 
 
4C3H5N3O9(l) � 6N2(g) + 10H2O(g) + 12CO2(g) + O2(g) 
 
Sabendo que 100 g de nitroglicerina reagem completamente a 1,00 atm e 100 °C, 
calcule: 
a) o volume da mistura gasosa. 
b) a fração molar do CO2 na mistura gasosa. 
c) a densidade da mistura de gases resultante. 
 
Considere o comportamento ideal para todos os gases. 
 
Resolução:
a) V=? P= 1 atm T = 100 °C +273 = 373 
 4C3H5N3O9(l) � 6N2(g) + 10H2O(g) + 12CO2(g) + O2(g) 
 100 g 
 
MM (3x12)+5+(3x14)+(9x16)=227 
 0,441mol
227
g100
=
Pela proporção estequiométrica: 
 4 mols nitroglicerina 6 N2 �10 H2O � 12 CO2 � 1 O2
n = 0,441 �� 0,662 � 1,10 � 1,32 � 0,11 
ntotal na mistura final = 0,662 + 1,10 + 1,32 + 0,11 = 3,19 
 
97,6L
1
373 x0,082 x3,19
P
nRTVnRTPV ===�=
===
3,19
1,32
n
n
xb)
t
CO
CO
2
2
c) d = m N2 H2O CO2 O2
V n 0,662 1,10 1,32 0,11 
 x MM 28 18 44 32 
 = m 18,53 + 19,8 + 58,8 + 3,52 = 99,9 
g
d =
L6,97
g9,99 =
97,6 L 
0,41 
1,02 g L-1
4a Questão 
 
Em um estudo de produção de combustíveis sintéticos, foram adicionados 0,100 
mol de monóxido de carbono, CO, e 0,100 mol de vapor de água em um container 
de 20,0 L a 900 oC, formando dióxido de carbono, CO2, e gás hidrogênio, H2, 
conforme equação abaixo: 
 
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) 
 
No equilíbrio, a concentração de CO é 2,24 x 10-3 mol L-1. Calcular: 
a) Kc a esta temperatura. 
b) A pressão total no frasco em equilíbrio. 
c) A concentração de CO, mol L-1, em um novo equilíbrio estabelecido após a 
adição de 0,200 mol de CO. 
Resolução:
13
2
13
Lmol 5X10
20L
mol 0,100OH
Lmol 5X10
20L
mol 0,100CO
��
��
==
==
CO H2O CO2 H2
Início 5 x 10-3 5 x 10-3 0 0 
Mudança -x -x +x +x 
Equilíbrio 2,24 x 10-3 2,24 x 10-3 +x +x 
 
a) 
O][H][CO
][H][COK
22
22
c =
5 x 10-3 – x = 2,24 x 10-3 
1,52
10 x5,02
10 x7,61
)10x(2,24
)10x(2,76K 6
6
23
23
c == �
�
�
�
b) PV = nRT 
 atm 0,9626
1L
1173 x0,082 x0,01P ==
31 10 x2,24Lmol 0,01
L20
mol 0,2[CO] �� +==
c) 
 CO H2O CO2 H2
Início 0,01224 2,24 x 10-3 2,76 x 10-3 2,76 x 10-3 
Mudança -x -x +x +x 
Equilíbrio 0,01224 -x 2,24 x 10-3 -x 2,76 x 10-3 +x 2,76 x 10-3 +x 
 
x)-x)(2,24x10-,012240(
x)10x(2,76K 3-
23
c
+
=
�
25-
2-36
x0,0148x-2,74x10
xx10x52,510x7,6252,1
+
++
=
�
X= 2,76 x 10-3
0,52 x2 – 0,028x + 3,39x10-5 = 0 
 
00124,0
04,1
0267,0)028,0(x' =���=
[CO]equilíbrio = 0,01224-0,00124 = 0,011 mol L-1 
 
3a Questão 
 
A determinação de prata em solução de nitrato de prata, AgNO3, pode ser feita 
por reação com ácido clorídrico, HCl, de acordo com a equação 1. 
 
AgNO3(aq) + HCl(aq) E AgCl(s) + HNO3(aq) equação 1 
 
a) Um volume de 100 mL de uma solução de AgNO3 com concentração 
desconhecida precisou exatamente 27,0 mL de uma solução 1,24 mol L-1 de HCl 
para reagir completamente. Calcule a concentração, em mol L-1, de AgNO3 na 
solução inicial. 
b) Calcule o volume, em mL, de HCl concentrado (d=1,18 g mL-1; 37,0% em 
massa) necessário para reagir com 50,0 mL de outra solução de AgNO3 110 g L-1.
c) Um volume de 500 mL de outra solução de AgNO3 85,0 g L-1 foi reagida 
completamente com quantidade exata de HCl. O AgCl formado foi retirado por 
filtração e restaram 800 mL de uma solução aquosa de HNO3. Calcule o volume 
de solução 1,49 mol L-1 de NaOH necessário para reagir completamente com 800 
mL da solução resultante, conforme equação 2. 
 
HNO3(aq) + NaOH(aq) E NaNO3(aq) + H2O(l) equação 2 
 
Resolução:
a) HCl 1,24 mol L-1: 1,24 mol em 1000 mL 
 x mol em 27,0 mL x = 0,0335 mol HCl 
 
que é igual ao n de AgNO3 nos 100 mL da solução de concentração desconhecida. 
 
0,0335 mol em 100 mL 
 x mol em 1000 mL x = [AgNO3] = 0,335 mol L-1 
b) Para reagir com 50,0 mL de solução de AgNO3 110 g L-1:
1 mol AgNO3 = 170 g 
 x mol = 110 g x = 0,647 mol 
 
0,647 mol em 1000 mL 
 x mol em 50 mL x = 0,0324 mol 
 
que é tbem o n de HCl para reagir com o AgNO3.
Solução de HCl: 100 mL tem 118 g = 100% 
 x g = 37% x = 43,7 g HCl em 100 mL de solução. 
 
1 mol HCl = 36,5 g 
x mol HCl = 43,7 g x = 1,196 mol 
1,196 mol em 100 mL 
0,324 mol em x mL x = volume de sol. HCl = 2,71 mL 
 
c) AgNO3: 1 mol = 170 g 
x mol = 85 g x = 0,5 mol AgNO3
0,5 mol em 1000 mL 
 x mol em 500 mL x = 0,25 mol 
 
0,25 mol de AgNO3 reagiram com 0,25 mol de solução de HCl, formando 0,25 mol 
de HNO3 em 800 mL da solução. 
 
São necessários 0,25 mol de NaOH para reagir com todo HNO3: 
 
1000 mL = 1,49 mol 
 x mL = 0,25 mol x = volume de sol. NaOH = 168 mL 
	�
	P1 - PROVA DE QUÍMICA GERAL – 19/09/09