Estequiometria
EXERCÍCIOS RESOLVIDOS RELAÇÃO: MOLS MOLS MOLS –
(UFBA-BA) Hidreto de sódio reage com água, dando hidrogênio, hi drogênio, segundo segundo a reação:
NaH + H2O NaOH + H2 Para obter 10 mols de H 2, são necessários quantos mols de água? a) 40 mols b) 20 mols c) 10 mols d) 15 mols
e) 2 mols
RESOLUÇÃO N° Mols
N° Mols
NaH + H2O NaOH + H2 1 mol X10
1 mol
↓
↓
1 mol X
1 mol 10 mols
x10
↓
X = 10 mols (alternativa C)
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RELAÇÃO: MOLS MASSA –
(FMTM-MG) No motor de um carro a álcool, o vapor do combustível é misturado com o ar e se queima à custa de faísca elétrica produzida pela vela no interior do cilindro. A quantidade, em mols, de água formada na combustão completa de 138 gramas de etanol é igual a: (Dado massa molar em g/mol: H=1, C=12, O=16) a) 1 b) 3 c) 6 d) 9 e) 10
RESOLUÇÃO Massa
N° Mols
C2H6O + 3 O2(g)
2
CO2(g) + 3 H2O(ℓ)
1 mol
3 mols
↓
x3
↓
46 g 138 g
x3
3 mols X ↓
X = 9 mols (alternativa D)
RELAÇÃO: MASSA MASSA –
(UFSCar-SP) A massa de dióxido de carbono liberada na queima de 80 g de metano, quando utilizado como combustível, é: (Dado: massas molares, em g/mol: H = 1, C = 12, O = 16) a) 22 g b) 44 g c) 80 g d) 120 g e) 220 g
RESOLUÇÃO Massa
CH4(g) + 2 O2(g)
Massa 1
1 mol
1 mol
↓
x5
16 g 80 g
CO2(g) + 2 H2O(ℓ) ↓
x5
44 g X ↓
X = 220 g (alternativa E)
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RELAÇÃO: NÚMERO DE PARTÍCULAS MASSA –
(UFF-RJ) Em relação à produção de fosfato de sódio por meio da reação do ácido fosfórico com um excesso de hidróxido de sódio, pede-se: a) a equação balanceada para a reação; b) a quantidade, em gramas, de fosfato de sódio produzido ao se utilizarem 2,5.10 23 moléculas de ácido fosfórico. (Dado Massas Molares em g/mol: Na=23, P=31 e O=16)
RESOLUÇÃO Nº Moléculas
Massa
H3PO4 + 3 NaOH
1
Na3PO4 + 3 H2O
1 mol
1 mol
↓
↓ 23
÷2,4
6.10 moléculas 2,5.10 23 moléculas
164 g X
÷2,4
↓
X = 68,3 g
RELAÇÃO: NÚMERO DE PARTÍCULAS MOLS –
(UFRS-RS) Os clorofluorcarbonos (CFC) sofrem decomposição nas altas camadas da atmosfera originando átomos de cloro, os quais atacam moléculas de ozônio (O 3), produzindo oxigênio. Supondo que 1 mol de ozônio seja totalmente transformado em moléculas de oxigênio, calcule o número de moléculas produzidas.
RESOLUÇÃO
N° Mols
Cℓ + O3
N° Partículas
CℓO +
O2
1 mol
1 mol
↓
↓ 23
1 mol
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6.10 moléculas
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RELAÇÃO: NÚMERO DE PARTÍCULAS NÚMERO DE PARTÍCULAS –
(Ufes-ES) Calcule o número de moléculas de NO formadas, juntamente com água, na reação da amônia (NH3) com 3,60.1021 moléculas de oxigênio.
RESOLUÇÃO N° Partículas
N° Partículas
2 NH3 + 5/2 O2
2 NO + 3 H2O
2,5 mols
2 mols
↓
↓ 23
2,5 x 6.10 moléc. = 2 x 6.10 23 moléc. 3,6.10 21 moléc. = X ↓
X = 2,88.10 21 moléculas
PROBLEMAS ENVOLVENDO MAIS DE UMA REAÇÃO (REAÇÕES CONSECUTIVAS) (PUC-RS) Em 2,8 kg de óxido de cálcio, também conhecido como “cal virgem” , foi adicionada água, formando hidróxido de cálcio, usado para pintar uma parede. Após a sua aplicação, transformou-se numa camada dura, pela reação química com gás carbônico existente no ar, formando carbonato de cálcio. A massa de sal obtida é, aproximadamente, igual a: (Dados: C = 12; O = 16; Ca = 40) a) 5,0 kg b) 2,8 kg c) 1,6 kg d) 1,0 kg e) 0,6 kg
RESOLUÇÃO Em reações consecutivas, deveremos somar as equações e obter uma única equação:
CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 + CO2
CaCO3 +
CaO + CO2
H2O
CaCO3
Agora o procedimento de resolução segue padrão estabelecido: Massa
Massa
CaO + CO2 1 mol
CaCO3
1 mol
↓
÷20
56 g 2,8 kg
↓
100 g X
÷20
↓
X = 5 kg (alternativa A) Portal de Estudos em Química (PEQ) – www.profpc.com.br
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CÁLCULOS ENVOLVENDO VOLUME DE LÍQUIDOS (Vunesp-SP) Em países de clima desfavorável ao cultivo de cana-de-açúcar, o etanol é sintetizado através da reação de eteno com vapor de água, a alta temperatura e alta pressão. No Brasil, por outro lado, estima-se que 42 bilhões de litros de etanol (4,2.10 10 L) poderiam ser produzidos anualmente a partir da cana-de-açúcar. a) Determine quantas toneladas de eteno seriam necessárias para sintetizar igual volume de etanol, supondo 100% de eficiência. (Dados: massas molares, em g/mol: eteno = 28, etanol = 46; densidade do etanol = 800 g/L) b) Para percorrer uma distância de 100 km, um automóvel consome 12,5 L de etanol (217,4 mols). Supondo combustão completa, calcule o número de mols de dióxido de carbono liberado para a atmosfera nesse percurso.
RESOLUÇÃO a) 1°) Calcular a massa de etanol a partir da densidade
4,2.1010 L etanol .
800 g etanol 1 ton etanol . 1L etanol 106 g etanol
3,36.107 ton etanol
2°) Calcular a massa de eteno a partir da massa em toneladas de etanol Massa
Massa
H2C=CH2 + H2O
H3C-CH2OH
→
1 mol
1 mol
↓
↓
28 g X
46 g 3,36.10 7 ton
↓
X = 2,0.10 7 ton b) Cálculo do número de mols de gás carbônico liberado a partir de 217,4 mols de etanol N° Mols
C2H5OH + 3 O2 1 mol ↓
1 mol 217,4 mols
N° Mols 2
CO2 + 3 H2O
2 mols ↓
2 mols X ↓
X = 434,8 mols
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CÁLCULOS ENVOLVENDO VOLUME DE GASES 01 (Efei-MG) A sacarose é metabolizada pelos animais, sendo uma das principais fontes de energia para as células. Este metabolismo ocorre durante a respiração, formando CO 2 e H2O como produtos:
C12H22O11 + O2 CO2 + H2O →
Balanceie a equação acima e calcule quantos litros de CO 2 (CNTP) são gerados a partir de 20 g de sacarose. (Dados: volume molar (CNTP) = 22,4 L/mol; massas molares (g/mol): H = 1, C = 12, O = 16)
RESOLUÇÃO Para gases que se encontram submetidos nas CNTP, deveremos relacionar 1 mol do gás ocupa um volume de 22,4 L (CNTP): Massa
Volume
C12H22O11 + 12 O2 12 CO2 + 11 H2O →
1 mol
12 mols
↓
÷17 1
↓
342 g 20 g
12 x 22,4L X
÷17 1
↓
X = 15,7 L
02 (Mackenzie-SP) Considerando que a proporção de gás oxigênio no ar seja de 20% (% em volume), então o volume de ar, em litros, medidos nas CNTP, necessário para que ocorra a oxidação de 5,6 g de ferro, é de: (Dados: massa molar do Fe igual a 56 g/mol ) a) 0,28 b) 8,40 c) 0,3 d) 1,68 e) 3,36
RESOLUÇÃO 1°) Cálculo do volume de oxigênio: Massa
Volume
4 Fe + 3 O2 4 mol ↓
÷40
4 x 56 g 5,6 g
→
2 Fe2O3
3 mols ↓
3 x 22,4L X
÷40
↓
X = 1,68 L 2°) Cálculo do volume de ar:
1,68 L O2 .
100 L AR 20 L O2
8,40 L O2 (Alternativa B)
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03 (UFPR-PR) Fazendo reagir ácido clorídrico com carbonato de cálcio, foram obtidos 3,1 L de gás, medidos a 37°C e à pressão de 0,82 atm. Qual a massa de carbonato de cálcio que reagiu? (Dados: R = 0,082 atm.L.mol 1.K 1 ; C = 12 ; O = 16 ; Ca = 40.) –
–
RESOLUÇÃO 1°) Quando um determinado gás não estiver nas CNTP, deveremos utilizar a equação do gás ideal para calcular o número de mols que será relacionado no cálculo estequiométrico:
P.V=n.R.T Substituindo os dados, ficamos com: 0,82 . 3,1 = n . 0,082 . 310 n = 0,1 mol 2°) Agora o procedimento de resolução segue padrão estabelecido: Massa
N° Mols
HCℓ + CaCO3 CaCℓ2 + H2O + CO2 1 mol
1 mol
↓
÷10
↓
100 g X
1 mol 0,1 mol
÷10
↓
X = 10 g 04 (Mackenzie-SP) Conhecida a reação de obtenção da amônia, abaixo equacionada, o volume de gás hidrogênio necessário para a obtenção de 6,0 litros de NH 3 é igual a:
3 H2(g) + N2(g) a) 6,0 litros
b) 12,0 litros
2
NH3(g) (P, T constantes)
c) 9,0 litros
d) 3,0 litros
e) 1,0 litro
RESOLUÇÃO Segundo a Hipótese de Avogadro, gases que se encontram submetidos na mesma Pressão e Temperatura, o número de mols corresponde ao volume ocupado pelos respectivos gases: Volume
3 H2(g) + N2(g)
Volume 2
3 mols 3 Vol x3
NH3(g) 2 mols 2 Vol
↓
↓
3L X
2L 6L
x3
X = 9 L (alternativa C)
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