P110_09_08

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P1 - PROVA DE QUÍMICA GERAL – 10/09/08 
 
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 
( ) nRTnbV
V
anP 2
2
=���
�
�
��
	
+
V
md =
1a Questão 
 
Uma solução aquosa de ácido clorídrico, HCl, cuja densidade 1,13 g mL-1 contém 
25,7% de HCl em massa. 
 
a) Considerando que um volume de 1,25 mL da solução aquosa de HCl reagiu 
com 1,00 g de ferro, de acordo com a reação 1, calcule o rendimento percentual 
sabendo que 0,0070 g de gás hidrogênio, H2, foram obtidos. 
b) Uma amostra sólida de 2,05 g contendo ferro, Fe, e alumínio, Al, é totalmente 
reagida com excesso da solução de HCl de acordo com a reação 1 e com a 
reação 2, produzindo 0,105 g de H2. Determine a percentagem, em massa, do Al 
na amostra. 
Fe(s) + 2HCl(aq) G FeCl2(aq) + H2(g) Reação 1 
2 Al(s) + 6 HCl(aq) G 2 AlCl3(aq) + 3 H2(g) Reação 2 
 
Resolução:
Primeiro calcular a concentração molar do HCl(aq): 
 
solução deg100
HCl demol 0,704
HCl deg36,46
 HCl demol 1x
solução deg100
 HCl deg25,7
=
1molL 7,97
solução deL0,08850
HCl demol 0,705 HCl domolar ãoConcentraç
solução demL88,50
solução deg1,13
 solução demL1xsolução deg100
�==
=
a) Verificar qual é o reagente limitante: 
 
2
2 Hdemol 0,00497
HCl demol 2
Hdemol 1x
1L
HCl demol 7,95x
mL 1000
1LxmL1,25 =
2
2 Hdemol 0,0179
Fe demol 1
Hdemol 1x
Fe deg55,85
Fe de1molxFede1,00 =
O HCl(aq) é o reagente limitante. 
70%100 x
0,0100
0,0070
real) rendimento oég(0,0070 :então épercentual rendimento O
teórico) o(rendimentHdeg0,0100 
Hdemol 1
Hdeg2,02xHdemol 0,00497 2
2
2
2
=
=
b) considere que a massa de Al na amostra seja representada por “x” 
��
�
�
��
	
�=
2
22
2 Hmol 1
Hg2,02x
Fe mol 1
Hmol 1x
Fe g55,85
Fe mol 1xFegx)(2,05Hg0,105 
��
�
�
��
	
+
2
22
Hmol 1
Hg2,02x
Al mol 2
Hmol 3x
Al g26,98
Al mol 1xAlgx""
0,105 g H2 = (2,05 –x) 0,0362 + 0,112 x 
0,105 = 0,0742-0,0362 x + 0,112 x 
0,0308 = 0,076 x 
X = Al deg0,405
0,076
0,0308
=
Agora calcular a composição percentual de Al 
% Al = 19,8%100 x
amostra dag2,05
Al g0,405
=
2a Questão 
 
Considere a reação de formação do iodeto de chumbo, PbI2; a partir do iodeto de 
potássio, KI, em nitrato de chumbo, Pb(NO3)2.
2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) G PbI2(s) + 2KNO3(aq) 
 
Sabendo que 100 mL de uma solução aquosa de KI, 2,0 mol L-1 reage de forma 
completa com 100 mL de solução aquosa de Pb(NO3)2, 1,0 mol L-1 para formação 
de iodeto de chumbo, PbI2, responda os itens abaixo. 
 
a) Calcule a fração molar do KI na solução 2,0 mol L-1, sabendo que a densidade 
da solução é 1,05 g mL-1.
b) Calcule a quantidade de Pb(NO3)2, em gramas, necessária para preparar 100 
mL da solução 1,0 mol L-1.
c) Calcule a concentração do KNO3, em mol L-1, após a reação. Considere o 
volume ocupado pela massa do PbI2(s) desprezível. 
d) Calcule a quantidade máxima de PbI2, em gramas, que pode ser formada. 
Resolução:
a) 2 mol � 1L MMKI = 39,10 + 126,90 = 166 g 
 d = 1,05 g � 1 mL 0,2 mol x 166 g = 33,2 g Kl 
 m solução = 105,0 g � 100 mL mol
-m Kl = 33,2 g 
 m H2O = 71,8 g ÷18 = 3,988 mol H2O
3,9880,2
0,2
nn
nx
OHKI
KI
HI
2
+
=
+
=
b) 
=
=�=
=++=
x0,1L
mol
331gx
L
1mol
M.MM.Vm
MM.V
mM
331g3x(15)]}{2x[14207,2MM
23 )Pb(NO
 
c) ldesprezíveV)L(mol ][KNO
2PbI
-1
3
2KI(aq) + Pb(NO3)2(aq) G 2KNO3(aq) + PbI2(s) 
100 mL 100 mL 
2 mol L-1 1mol L-1 
Como os volumes de KI e Pb(NO3)2 são iguais cada um ficou diluído à metade 
(2x) quando foram colocados para reagir. 
Logo [KI] inicio da reação = 1 mol L-1 
[Pb(NO3)2] inicio da reação = 0,5 mol L-1 
Como a reação precisa de 2x KI: 1 Pb(NO3)3 e já temos esta proporção, estamos 
no ponto estequiométrico, ou seja, não há excesso. 
Pela estequiometria 2 KI � 2 KNO3 = 1 KI � 1 KNO3
[KNO3] = [KI] = 
33,1 g 
1 mol L-1
0,048 � 0,05 
d) ?m
2PbI
 
2 KI + Pb(NO3)2� 2 KNO3 + PbI2
Pela proporção estequiométrica 2 1 
 1 0,5 
em 200 mL 0,2 0,1 
 
2PbIMM =207,2 + (2x126,9) = 461 g �� 1 mol 
 �� 0,1 
 
46,1 g 
3a Questão 
 
Em um reator fechado de volume igual a 10,0 L, uma massa de 200,0 g de urânio, 
U, foi colocada para reagir com gás flúor, F2, inicialmente à pressão de 31,8 atm e 
temperatura de 50°C. Baseado nessas informações e assumindo o 
comportamento ideal para os gases, responda os itens “a” e “ b” abaixo. 
 
U(s) + 3F2(g) G UF6(g) 
 
a) Calcule a quantidade máxima, em gramas, de UF6 que se poderia obter na 
reação. 
b) Calcule a pressão total no reator no final da reação, considerando que o 
rendimento foi de 75% e que a temperatura foi mantida constante. 
c) Calcule a densidade do gás UF6 a 100°C e 1 atm. 
Resolução:
a) 
Fazer uma relação de mols de reagentes: 
 
nU = um/MMu = 200 g/238 g mol-1 = 0,84 mol 
 
nF2 = PV/RT = (31,8 atm x 10 L) / (0,082 atm L mol-1 K-1 x 323 K) = 12 mol 
 
O U é o reagente limitante, pois está em menor quantidade em relação ao 
balanço estequiométrico. 
 
U(s) + 3F2(g) � UF6(g) 
Início 0,84 mol 12 mol 0 mol 
Fim 0 (12 –2,5) mol 0,84 mol 
 
mUF6 = nUF6 x MMUF6 = 0,84 x 352 g mol-1 = 295,6 g 
b) 
Se o rendimento for de 75%, as quantidades relativas da reação seriam 
calculadas em relação a 75% de 0,84 mol de UF6, ou seja, 0,63 mol.: 
 
U(s) + F2(g) � UF6(g) 
Início 0,84 mol 12 mol 0 mol 
Fim 0,21 mol (12 – 1,9) mol 0,63 mol 
 
Ao final, tem-se dois componentes gasosos, o F2 residual (10,1 mol) e UF6 (0,63 
mol) 
Assim, o número total de gases no reator, ao final do processo seria 10,1 + 0,63 = 
10,73 mol. 
Logo: 
 
P = nRT/V = 10,73 mol x 0,082 atm L mol-1 K-1 x 323 K / 10 L = 28,4 atm.
c) 
A 100 0C, um mol de UF6 (352 g) ocuparia o seguinte volume: 
 
V = nRT/P = 1 mol x 0,082 atm L mol-1 K-1 x 373 K / 1 atm = 30,5 L 
 
D = m/V = 352 g / 30,5 L = 11,5 g L-1.
4a Questão 
 
A Companhia Siderúrgica Nacional utiliza hematita, Fe2O3, para obtenção de 
ferro, Fe, considerando os equilíbrios abaixo e supondo que essas reações 
ocorrem em um reator fechado de volume V. Faça o que se pede abaixo: 
 
2Fe2O3(s) + 6CO(g) 4Fe(s) + 6CO2(g) -3p1 2,1x10 K = Reação 1 
6CO2(g) 6CO(g) + 3O2(g) -36p2 2,7x10 K = Reação 2 
 
a) Escreva as expressões das constantes de equilíbrio, .KeK p2p1
b) Explique o efeito do aumento da temperatura no equilíbrio da reação 1 sabendo 
que esta reação é endotérmica? 
c) Explique o efeito da diminuição do volume do reator no equilíbrio da reação 2. 
d) Explique o efeito da pressão parcial de CO2(g) no equilíbrio da reação 2. 
e) Escreva a reação química global a partir da reação 1 e 2, e calcule a pressão 
parcial de O2 no equilíbrio. 
 
Resolução:
a) Kps (1) = PCO26/ PCO6
Kps (2) = PCO6PO23/ PCO26
b) 
 Desloca para a direita (formação de produtos) 
 
c) 
 Desloca para a esquerda (formação de reagentes) 
 
d) 
 Desloca para a direita (formação de produtos) 
 
e) 
2 Fe2O3(s) = 4 Fe(s) + 3O2(g) 
 
Kps = PO23
5,67x10-39 = PO23
PO23 = 1,78x10-13 atm 
	�
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