Classificação de Cadeias Carbônicas Hidrocarbonetos Hidrocarbonetos são compostos que apresentam em sua composição apenas átomos de Carbono e Hidrogênio. Vejamos as características dos principais Hidrocarbonetos: -Insolúveis em água; -Ponto de fusão e ebulição baixos, aumentando segundo o número de átomos de carbono. Alcanos: são hidrocarbonetos alifáticos saturados, isto é, apresentam cadeia aberta com simples ligações apenas. Alcenos: ou olefinas, são hidrocarbonetos alifáticos insaturados que apresentam uma dupla ligação. Alcinos: são hidrocarbonetos alifáticos insaturados por uma tripla ligação. Cicloalcanos: apresentam cadeia fechada com apenas simples Cicloalcenos: são hidrocarbonetos cíclicos insaturados por uma dupla ligação. Aromáticos: ou Arenos, são hidrocarbonetos em cuja estrutura existe pelo menos um anel benzênico (aromático). Regras de Nomenclatura para Hidrocarbonetos 1-A cadeia principal deve conter a insaturação (dupla ou tripla) e o maior número de átomo de carbono. Ramificações-Prefixo+ afixo+ o 2-As ramificações devem ser dispostas em ordem alfabética 3-A menor numeração deve estar na dupla, caso não exista insaturação visa-se a soma da menor numeração possível. Exercícios de Aplicação 1-O ácido acetil salicílico um analgésico de diversos nomes comerciais (AAS, Aspirina, Buferin e outros), apresenta cadeia carbônica: a) acíclica, heterogênea, saturada, ramificada b) mista, heterogênea, insaturada, aromática c) mista, homogênea, saturada, alicíclica d) aberta, heterogênea, saturada, aromática e) mista, homogênea, insaturada, aromática 2-A borracha natural é um líquido branco e leitoso, extraído da seringueira, conhecido como látex. O monômero que origina a borracha natural é o metil-1, 3-butadieno, do qual é correto afirmar que: a) é um hidrocarboneto de cadeia saturada e ramificada. b) é um hidrocarboneto aromático. c) tem fórmula molecular C4H5 d) apresenta dois carbonos terciários, um carbono secundário e dois carbonos primários. e) é um hidrocarboneto insaturado de fórmula molecular C5H8 3-Na fabricação de tecidos de algodão, a adição de compostos do tipo N-haloamina confere a eles propriedades biocidas, matando até bactérias que produzem mau cheiro. O grande responsável por tal efeito é o cloro presente nesses compostos. A cadeia carbônica da N-haloamina acima representada pode ser classificada como: a) homogênea, saturada, normal b) heterogênea, insaturada, normal c) heterogênea, saturada, ramificada d) homogênea, insaturada, ramificada 4-A fumaça liberada na queima de carvão contém muitas substâncias cancerígenas, dentre elas os benzopirenos, como, por exemplo, a estrutura Sua cadeia carbônica corresponde a um a) hidrocarboneto, insaturado, aromático, com núcleos condensados. b) hidrocarboneto, alicíclico, insaturado, com três núcleos condensados. c) heterocíclico, saturado, aromático. d) ciclo homogêneo, saturado, aromático. e) alqueno, insaturado, não aromático. 5-A serricornina, utilizada no controle do caruncho-do-fumo, é o feromônio sexual da 'Lasioderma serricorne'. Considere a estrutura química desse feromônio. A cadeia dessa estrutura pode ser classificada como a) acíclica, normal, heterogênea e saturada. b) alifática, ramificada, homogênea e insaturada. c) alicíclica, ramificada, heterogênea e insaturada. d) acíclica, ramificada, homogênea e saturada. e) alifática, normal, homogênea e saturada. 6- As quantidades totais de átomos de carbono primário, secundário e terciário são, respectivamente: a) 5, 2 e 2. b) 3, 2 e 2. c) 3, 3 e 2. d) 2, 3 e 4. e) 5, 1 e 3. 7- Dê o nome dos compostos abaixo: Termoquímica Estudo das quantidades de energia, na forma de calor, liberada ou absorvida durante os processos de interesse da Química, tais como as mudanças de fase e as reações químicas. Existem dois tipos de transformação termoquímica: -Processos exotérmicos (que liberam calor ) Ex.1: Água líquida num congelador perde calor para esse ambiente e em decorrência disso, ocorre o congelamento da água. Congelamento é um processo que libera calor. -B. Processos endotérmicos (que absorvem calor ) Ex.1: Um pedaço de gelo deixado sobre a mesa receberá calor do ambiente e isso provocará o fusão do gelo. A transição da água sólida para a fase líquida é um processo que absorve calor. A variação de entalpia (∆H) de um sistema informa a quantidade de calor trocado por esse sistema, a pressão constante. O sinal do ∆H informa se o processo é exotérmico (∆H < 0) ou endotérmico (∆H > 0). Alguns químicos chamam ∆H de “calor de reação”. A entalpia de um sistema é uma grandeza (expressa em unidade de energia) que informa a quantidade de energia desse sistema que pode ser transformada em calor em um processo a pressão constante. O valor da entalpia de uma reação pode ser calculada como: ∆H= Σ ∆HP - Σ ∆HR EQUAÇÃO TERMOQUÍMICA É a equação química a qual acrescentamos a entalpia da reação e na qual mencionamos todos os fatores que possam influir no valor dessa entalpia. A variação de entalpia de uma reação química depende apenas dos estados inicial e final, não importando o caminho da reação. A soma de equações químicas pode levar a mesma equação resultante. Se a energia se inclui para cada equação e é somada, o resultado será a energia para a equação resultante. Em outras palavras o ΔH de uma reação é igual a soma dos ΔH das etapas em que a reação pode ser desmembrada, mesmo que esse desmembramento seja apenas teórico. Exercícios de Aplicação 1- A respeito das equações abaixo, assinale o que for correto. I) H 2(g) 1 2 O2(g) H 2O(l) H 285,8kJ II) HgO(s) Hg(l) 1 2 O2(g) H 90,7kJ 01. 02. 04. 08. Na reação I, a entalpia dos reagentes é menor do que a entalpia dos produtos. A reação II apresenta H positivo, ou seja, ela é espontânea. Quando 1 mol de HgO(s) absorve 90,7 kJ, ocorre decomposição. A reação I é exotérmica. 2- Atletas que sofrem problemas musculares durante uma competição podem utilizar bolsas instantâneas frias ou quentes como dispositivos para primeiros socorros. Esses dispositivos normalmente são constituídos por uma bolsa de plástico que contém água em uma seção e uma substância química seca em outra seção. Ao golpear a bolsa, a água dissolve a substância, de acordo com as equações químicas representadas abaixo. Equação 1: CaCl2s água Ca Equação 2: 2+ (aq) + 2Cl + (aq) – (aq) H = –82,8 kJ/mol – (aq) NH4NO3(s) água NH4 + NO3 H = +26,2 kJ/mol Se um atleta precisasse utilizar uma bolsa instantânea fria, escolheria a bolsa que contém o a) CaCl2(s), pois sua dissociação iônica é exotérmica. b) NH4NO3(s), pois sua reação de deslocamento com a água deixa a bolsa fria. c) CaCl2(s), pois sua dissociação iônica absorve o calor. d) NH4NO3(s), pois sua dissociação iônica é endotérmica. e) CaCl2(s), pois sua reação de dupla troca com a água deixa a bolsa fria. 3- Considere a seguinte reação termoquímica: 2NO(g) + O2(g) 2NO2(g) H = -13,5 kcal / mol de NO e assinale a alternativa falsa. a) A reação é exotérmica. b) São libertados 13,5 kcal para cada mol de NO (g) que reagir. c) A entalpia padrão de formação do O2 (g) é diferente de zero nas condições–padrão. d) A reação de oxidação do NO (g) pode ocorrer no ar atmosférico. e) Nenhuma das alternativas é falsa. 4-Em uma cozinha, estão ocorrendo os seguintes processos: I. gás queimando em uma das “bocas” do fogão e II. água fervendo em uma panela que se encontra sobre esta “boca” do fogão. Com relação a esses processos, pode-se afirmar que: a) I e II são exotérmicos. b) I é exotérmico e II é endotérmico. c) I é endotérmico e II é exotérmico. d) I é isotérmico e II é exotérmico. e) I é endotérmico e II é isotérmico 5- Durante o ciclo hidrológico natural a água muda constantemente de estado físico e de lugar. Entre os fenômenos que ocorrem estão: I. derretimento de “icebergs” II. formação de gotículas de água na atmosfera a partir do vapor III. formação de neve IV. dissipação de nevoeiros Dentre esses fenômenos, são exotérmicos SOMENTE a) I e II b) I e III c) II e III d) II e IV e) III e IV 6- Fe2O3(s) + 3C(s) + 491,5 kJ 2Fe(s) + 3CO(g) Da transformação do óxido de ferro III em ferro metálico, segundo a equação acima, pode-se afirmar que : a) é uma reação endotérmica. b) é uma reação exotérmica. c) é necessário 1 mol de carbono para cada mol de Fe2O3(s) transformado. d) o número de mols de carbono consumido é diferente do número de mols de monóxido de carbono produzido. e) a energia absorvida na transformação de 2 mols de Fe 2O3(s) é igual a 491,5 kJ . 7- O ácido clorídrico é um importante ácido industrial, e uma das etapas de sua obtenção é representada pela seguinte equação química: H 2(g) Cl 2(g) 2HCl(g) Considere a seguinte tabela de valores de energia de ligação: Substância Energiade ligação(kJ/mol) H 2(g) 436,0 Cl 2(g) 243,0 HCl(g) 432,0 Com base nessa tabela, pode-se afirmar que a entalpia de formação do HCl(g), em kJ/mol, é de: a) 247,0 b) 123,0 c) –247,0 d) –92,5 8- Com base nos dados da tabela: Ligação Energia média de ligação (kJ/mol) O–H 460 H–H 436 O=O 490 pode-se estimar que o H da reação representada por: 2H2O(g) 2(g) + O2(g), dado em kJ por mol de H2O(g), é igual a: a) + 239. b) + 478. c) + 1101. d) – 239. e) – 478. 9-Dadas as energias de ligação (estado gasoso) abaixo H - H, H = + 104 Kcal/mol H - F, H = + 135 Kcal/mol F – F, H = + 37 Kcal/mol O calor (H) da reação H2(g) + F2(g) 2HF(g), em Kcal/mol, será igual a: a) - 276 b) -195 c) -129 d) - 276 e) 129 10- Desde a pré-história, quando aprendeu a manipular o fogo para cozinhar seus alimentos e se aquecer, o homem vem percebendo sua dependência cada vez maior das várias formas de energia. A energia é importante para uso industrial e doméstico, nos transportes, etc. Existem reações químicas que ocorrem com liberação ou absorção de energia, sob a forma de calor, denominadas, respectivamente, como exotérmicas e endotérmicas. Observe o gráfico a seguir e assinale a alternativa correta: a) b) c) d) e) O gráfico representa uma reação endotérmica. O gráfico representa uma reação exotérmica. A entalpia dos reagentes é igual à dos produtos. A entalpia dos produtos é maior que a dos reagentes. A variação de entalpia é maior que zero. 11- A partir dos valores de ∆H determine a variação de entalpia do processo: I) N2 (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g) N2 (g) + 2O2 (g) → 2 NO2 (g) ∆H = ? ∆H = + 66 kJ.mol-1 II) 2 NO (g) + O2 (g) → 2 NO2 (g) ∆H = –113 kJ.mol-1 12- Determine a variação de entalpia da seguinte reação: N 2 H 4(l ) H 2( g ) 2 NH 3( g ) A partir das estapas: N 2( g ) 2H 2( g ) N 2 H 4(l ) N 2( g ) 3H 2( g ) 2 NH 3( g ) 13- Calcule o ∆H da reação abaixo: P4 (s) + 10 Cl2 (g) → 4 PCl 5 (s) etapas: I) P4 (s) + 6 Cl2 (g) → 4 PCl 3 (l) ∆H = + 51 kJ/mol ∆H = - 92 kJ/mol ∆H = ? ∆H = –1.279 kJ.mol-1 ∆H = – 496 kJ.mol-1 II) 4 PCl 3 (l) + 4 Cl2 (g) → 4 PCl 5 (s) 14 – Calcule o ∆H da reação: C2 H 4( g ) 6F2( g ) 2CF4( g ) 4HF( g ) Etapas: 2H 2( g ) 2F2( g ) 4HF( g ) 2C( graf .) 4F2( g ) 2CF4( g ) 2C( graf .) 2H 2( g ) C2 H 4( g ) 15- Dadas as equações termoquímicas: C (Graf.)→ C (diam.) ∆H = ? ∆H = -1.092 kJ/mol ∆H = -1.360 kJ/mol ∆H = -52 kJ/mol I) C (Graf.) + O2 (g) → CO2 (g) II) C (diam.) + O2 (g) → CO2 (g) ∆H = - 94,10 kcal ∆H = - 94,55 kcal A variação de entalpia será: a) - 188,65 kcal b) + 0,45 kcal 16 - Observe as equações termoquímicas: I) C (s) + H2O (g) → CO (g) + H2 (g) II) CO (g) + ½ O2 (g) → CO2 (g) III) H2 (g) + ½ O2 (g) → H2O(g) c) + 188,65 kcal d) – 0,45 kcal e) – 94,32 kcal ∆H = + 31,4 kcal ∆H = - 67,6 kcal ∆H = - 57,8 kcal De acordo com o ∆H ( variação de entalpia), podemos afirmar que: a) II é endotérmica, I e III exotérmica. d) I e II são endotérmicas, III exotérmica. b) I e II são endotérmicas, II exotérmica. e) I é endotérmica, II e III exotérmicas. c) II e III são endotérmicas, I exotérmica. 17- Dadas as seguintes equações termoquímicas, a 25ºC e 1 atm: C2H2(g) + 5/2 O2(g) 2CO2(g) + H2O(l) C2H6(g) + 7/2 O2(g) 2CO2(g) + 3H2O(l) H2(g) + 1/2O2(g) H1 = – 1301,0 kJ/mol H2 = – 1560,0 kJ/mol H3 = –286,0 kJ/mol H2O(l) Assinale a variação de entalpia (H), em kJ, para a reação C2H2(g) + 2 H2(g) C2H6(g). a) – 313,0 b) – 27,0 c) + 313,0 d) + 27,0 18- Leia o texto a seguir. Os raios que ocorrem na atmosfera e a queima de combustíveis derivados do petróleo contendo hidrocarbonetos e compostos de enxofre (mercaptanas) contribuem para a produção de várias substâncias, dentre as quais pode-se destacar: CO2, CO, H2O, NO, SO2 e até mesmo, em pequenas quantidades, NO2 e SO3. Algumas destas emissões são, em parte, responsáveis pelo aumento do efeito estufa e pela formação da chuva ácida. Considere as reações a seguir e suas respectivas variações de entalpias, a 25ºC e 1 atm. Com base nos dados fornecidos, é correto afirmar que a reação entre o dióxido de enxofre e o dióxido de nitrogênio: SO2(g) + NO2(g) NO(g) + SO3(g) é: a) Exotérmica, liberando 41,72 kJ. b) Exotérmica, liberando 1033,69 kJ. c) Endotérmica, absorvendo 41,72 kJ. d) Endotérmica, absorvendo 672,53 kJ e) Endotérmica, absorvendo 1033,69 kJ. 19- Use as equações químicas mostradas abaixo para determinar a entalpia da reação: 2Fe3O4(s)=>6Fe(s) + 4O2(g) 2Fe3O4(s) + 1/2O2(g)=>3Fe2O3(s) 6Fe(s) + 9/2O2(g)=>3Fe2O3(s) H=-783.7KJ H=-8324.3KJ 20- Use as equações químicas mostradas abaixo para determinar a entalpia da reação: H2O(l)=>H2(g) + 1/2O2(g) C(s) + O2(g)=>CO2(g) C2H6(g)=>2C(s) + 3H2(g) H=-3690.2KJ H=794.1KJ H=14635.9KJ 2CO2(g) + 3H2O(l)=>C2H6(g) + 7/2O2(g) 21-Use as equações químicas mostradas abaixo para determinar a entalpia da reação: H2SO4(l)=>SO3(g) + H2O(g) H2SO4(l)=>H2S(g) + 2O2(g) H=824.2KJ H=724.5KJ SO3(g) + H2O(l)=>H2S(g) + 2O2(g) H2O(l)=>H2O(g) H=115.5KJ 22-. Use as equações químicas mostradas abaixo para determinar a entalpia da reação: H2S(g) + 2O2(g)=>SO3(g) + H2O(l) H2SO4(l)=>H2S(g) + 2O2(g) SO3(g) + H2O(g)=>H2SO4(l) H2O(g)=>H2O(l) H=-173.3KJ H=1236.3KJ H=-323KJ 23. Use as equações químicas mostradas abaixo para determinar a entalpia da reação: N2(g) + 2O2(g)=>2NO2(g) N2(g) + 2O2(g)=>N2O4(g) H=14.4KJ 2NO2(g)=>N2O4(g) H=-87.3KJ Cálculos Estequiométricos O cálculo estequiométrico, apesar de temido por muitos, deixa de ser um problema se os seguintes passos forem seguidos: 1.° passo – Montar e balancear a equação química. 2.° passo – Escrever a proporção em mols (coeficientes da equação balanceada). 3.° passo – Adaptar a proporção em mols às unidades usadas no enunciado do exercício (massa, volume nas CNTP, n.° de moléculas etc). 4.° passo – Efetuar a regra de três com os dados do exercício. Exercícios de Aplicação 1-Na reação abaixo, calcule a massa de cloro (em g) que, reagindo com a amônia, produz 2,8 g de nitrogênio. NH3 + Cl2 (a) 3,55 (b) 7,1 (c) 10,65 (d) 14,2 (e) 21,3 2-A equação abaixo mostra a produção de gás sulfúrico a partir de gás sulfuroso. Mantendo-se as condições de temperatura e pressão, qual o volume de gás oxigênio, em litros, que reage com gás sulfuroso para produzir 5 litros de gás sulfúrico? SO2 + ½ O2 >SO3 -> HCl + N2 - (a) 0,5 (b) 2,5 (c) 5 (d) 11,2 (e) 22,4 3-O dióxido de nitrogênio contribui para a formação da chuva ácida como resultado de sua reação com a água na atmosfera, conforme a equação abaixo. 3 NO2 + H2O -> 2 HNO3 + NO Na reação entre 2,76g de NO2 e 0,54g de água, ocorre: (a) excesso de 0,18g de água. (b) Produção de 1,26g de ácido nítrico. (c) Formação de 0,90 g de óxido nítrico, NO. (d) Formação de uma massa total de produtos igual a 3,3g. (e) Consumo de 1,38g de dióxido de nitrogênio. 4-O acetileno, gás utilizado em maçaricos, pode ser obtido a partir do carbeto de cálcio (carbureto) de acordo com a equação: CaC2 + 2 H2O -> Ca(OH)2 + C2H2 Utilizando-se 1 kg de carbureto com 36% de impurezas, o volume de acetileno obtido, nas CNTP, em litros, é: (a) 0,224 (b) 2,24 (c) 26 (d) 224 (e) 260 5- O carbonato de cálcio decompões-se por aquecimento segundo a equação abaixo. CaCO3(s) -> CaO(s) + CO2 (g) Numa experiência, 10 g de carbonato são aquecidos em sistema aberto, obtendo-se 7,8g de resíduo sólido. A porcentagem (%) de decomposição do carbonato foi de: (a) 22 (b) 28 (c) 39 (d) 50 (e) 78 6 -Trataram-se 3,3 g de uma mistura de CaCl2 e NaCl com carbonato,a fim de precipitar totalmente o cálcio sob forma de CaCO3, que foi então aquecido e transformado em CaO puro. A massa final de CaO obtida foi 0,56g. A porcentagem (%) em massa de CaCl2 na mistura primitiva era de aproximadamente: (a) 1,1 (b) 3,3 (c) 11,1 (d) 33,3 (e) 66,6 7-O carbeto de silício (SiC) possui uma estrutura idêntica à do diamante e, por isso, apresenta elevada dureza, sendo utilizado, por exemplo, na confecção de esmeril para afiar facas e no corte de vidros. Uma forma de obtenção do carbeto de silício dá-se por meio da reação de aquecimento de coque com areia, conforme expressa a equação a seguir: 3 C + SiC SiO2 ⎯⎯→ SiC + 2 CO A massa de carbeto de silício, em kg, que se forma a partir da utilização de 1 kg de carbono presente no coque é, aproximadamente: a) 0,33. b) 1,44. c) 0,78. d) 3,33. e) 1,11. 8- Fosgênio, COCl2, é um gás venenoso. Quando inalado, reage com a água nos pulmões para produzir ácido clorídrico (HCl), que causa graves danos pulmonares, levando, finalmente, à morte: por causa disso, já foi até usado como gás de guerra. Aequação química dessa reação é: COCl2 + H2O ⎯⎯→ CO2 + 2 HCl Se uma pessoa inalar 198 mg de fosgênio, a massa de ácido clorídrico, em gramas, que se forma nos pulmões, é igual a: 9-A térmite é uma reação que ocorre entre alumínio metálico e diversos óxidos metálicos. A reação do Al com óxido de ferro (III), Fe2O3, produz ferro metálico e óxido de alumínio, Al2O3. Essa reação é utilizada na soldagem de trilhos de ferrovias. A imensa quantidade de calor liberada pela reação produz ferro metálico fundido, utilizado na solda. Dadas as massas molares, em g/mol: Al = 27 e Fe = 56, a quantidade, em kg, de ferro metálico produzido a partir da reação com 5,4 kg de alumínio metálico e excesso de óxido de ferro (III) é: a) 2,8. b) 16,8. c) 5,6. d) 20,4. e) 11,2. 10. O óxido de alumínio (Al2O3) é utilizado como antiácido. Sabendo-se que a reação que ocorre no estômago é: Al2O3 + 6 HCl ⎯⎯→ 2 AlCl3 + 3 H2O A massa desse óxido que reage com 0,25 mol de ácido será: a) 3, 25 g. d) 6, 55 g. b) 4, 25 g. e) 7, 45 g. c) 5, 35 g. 11. Na poluição atmosférica, um dos principais irritantes para os olhos é o formaldeído, CH2O, o qual é formado pela reação do ozônio com o etileno: O3(g) + C2H4 (g) ⎯⎯→ 2 CH2O (g) + O (g) Num ambiente com excesso de O3 (g), quantos mols de etileno são necessários para formar 10 mols de formaldeído? a) 10 mols. b) 2 mols. c) 5 mols. d) 1 mol. e) 3 mols. 12. O ferro metálico, em contato com o gás oxigênio, durante alguns meses, sofre oxidação chegando a um tipo de ferrugem denominado óxido férrico. Quantos mols de ferro metálico são oxidados por 134,4 litros de gás oxigênio, medido nas CNTP? (fe = 56, O = 16) a) 2,0 mols. b) 10,0 mols. c) 4,0 mols. d) 8,0 mols. e) 6,0 mols. 13. O gás cianídrico é uma substância utilizada em câmara de gás. Esse composto é preparado por uma reação do ácido sulfúrico (H2SO4) com o cianeto de potássio (KCN). Com relação a esse composto, pede-se: a) A equação balanceada para sua obtenção; b) O número de moléculas formado a partir de 32,5 g de cianeto de potássio; 14. ) O alumínio é obtido pela eletrólise da bauxita. Nessa eletrólise, ocorre a formação de oxigênio que reage com um dos eletrodos de carbono utilizados no processo. A equação não balanceada que representa o processo global é: Al2O3 + C CO2 + Al Para dois mols de Al2O3, quantos mols de CO2 e de Al, respectivamente, são produzidos esse processo? a) 3 e 2 b) 1 e 4 c) 2 e 3 d) 2 e 1 e) 3 e 4 15. Em alguns fogos de artifício, alumínio metálico em pó é queimado, libertando luz e calor. Este fenômeno pode ser representado como: 2Al(s) + (3/2) O2(g) Al2Oƒ(s); Qual o volume de O2 nas condições normais de temperatura e pressão, necessário para reagir com 1,0g do metal?(Al=27) 16-) A obtenção de etanol, a partir de sacarose (açúcar) por fermentação, pode ser representada pela seguinte equação: C12H22O11 + H2O 4C2H5OH + 4CO2 Admitindo-se que o processo tenha rendimento de 100% e que o etanol seja anidro (puro), calcule a massa (em kg) de açúcar necessária para produzir um volume de 40 kg de etanol, suficiente para encher um tanque de um automóvel. Massa molar da sacarose = 342 g/mol Massa molar do etanol = 46 g/mol 17. A quantidade de dióxido de enxofre liberado em uma fundição pode ser controlada fazendo-o reagir com carbonato de cálcio, conforme a reação representada a seguir.2CaCO3(s) + 2SO2(g) + O2 2CaSO4(s) + 2CO2(g) Supondo um rendimento de 100% dessa reação, a massa mínima de carbonato de cálcio necessária para absorver uma massa de 3,2 toneladas de SO2, também expressa em toneladas, é: Dados: Massas Molares: CaCO3 = 100g/mol CaSO4 = 136g/mol SO2 = 64g/mol CO2 = 44g/mol O2 = 32g/mol a) 3,2. b) 6,4. c) 0,5. d) 5,0. e) 10,0. 18. Um produto comercial empregado na limpeza de esgotos contém pequenos pedaços de alumínio, que reagem com NaOH para produzir bolhas de hidrogênio. A reação que ocorre é expressa pela equação: 2Al + 2NaOH + 2H2O 3H2 + 2NaAlO3. Calcular o volume de H2, medido a 0 °C e 1 atmosfera de pressão, que será liberado quando 0,162g de alumínio reagirem totalmente.Massas atômicas: Al=27; H=1 Volume ocupado por 1 mol do gás a 0 °C e 1 atmosfera=22,4 litros 19. Hidreto de lítio pode ser preparado segundo a reação expressada pela equação química: 2Li(s) + H2(g) 2LiH(s) Admitindo que o volume de hidrogênio é medido nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), calcule: a) a massa de hidreto de lítio que pode ser produzida na reação com 11,2L de hidrogênio; b) o rendimento (em porcentagem) da reação se, com as quantidades de reagentes acima indicadas, ocorrer a formação de 6,32g de LiH. Volume molar dos gases(CNTP) = 22,4L Massas molares (g/mol): Li = 6,90; H = 1,00. 20. A reação entre amônia e metano é catalisada por platina. Formam-se cianeto de hidrogênio e hidrogênio gasosos. a) escreva a equação química balanceada da reação. b) Calcule as massas dos reagentes para a obtenção de 2,70kg de cianeto de hidrogênio, supondo-se 80% de rendimento da reação. (massas molares, em g/mol: H = 1; C = 12; N =14) 21. O dióxido de nitrogênio (NO2) contribui para a formação da chuva ácida como resultado de sua reação com o vapor d'água da atmosfera. Os produtos dessa reação são o ácido nítrico e o monóxido de nitrogênio (NO). a) Escreva a equação química balanceada da reação. b) Calcule a massa do ácido nítrico que se forma, quando 13,8g de NO2 reagem com água em excesso. (massas molares, em g/mol: H=1; N=14; O=16) 22. A equação balanceada a seguir representa a reação de decomposição térmica do KClO3. Determine, em litros, o volume de O2 produzido pela decomposição térmica de 245,2g de KClO3, nas CNTP, expressando o resultado com dois algarismos significativos. Massas atômicas: K = 39 u Cl = 35,5 u O = 16 u 23. Descargas elétricas provocam a transformação do oxigênio (O2) em ozônio (O3). Quantos litros de oxigênio, medidos nas condições normais de pressão e temperatura, são necessários para a obtenção de 48,0 g de ozônio?(Massa molar: O = 16,0 g/mol) a) 11,2 b) 22,4 c) 33,6 d) 44,8 e) 56,0 24. Em um acidente, um caminhão carregado de solução aquosa de ácido fosfórico tombou derramando cerca de 24,5 toneladas dessa solução no asfalto. Quantas toneladas de óxido de cálcio seriam necessárias para reagir totalmente com essa quantidade de ácido? H3PO4 + CaO Ca3(PO4)2 + H2O Porcentagem em massa do H3PO4 na solução = 80% massas molares (g/mol): H=1 P=31 O=16 Ca=40 a) 7,5 b) 11,2 c) 16,8 d) 21,0 e) 22,9 25. Num processo de obtenção de ferro a partir da hematita (Fe2O3), considere a equação não-balanceada: Fe2O3 + C Fe + CO Utilizando-se 4,8 toneladas de minério e admitindo-se um rendimento de 80% na reação, a quantidade de ferro produzida será de: Pesos atômicos: C = 12; O = 16; Fe = 56 a) 2688 kg b) 3360 kg c) 1344 t d) 2688 t e) 3360 t 26. O sulfato de cálcio (CaSO4) é matéria-prima do giz e pode ser obtido pela reação entre soluções aquosas de cloreto de cálcio e de sulfato de sódio (conforme reação abaixo). Sabendo disso, calcule a massa de sulfato de cálcio obtida pela reação de 2 mols de cloreto de cálcio com excesso de sulfato de sódio, considerando-se que o rendimento da reação é igual a 75 %. CaCl2(aq) + Na2SO4(aq) CaSO4(s) + 2NaCl(aq) a) 56 g. b) 136 g. c) 272 g. d) 204 g. e) 102 g. 27. O medicamento Pepsamar Gel, utilizado no combate à acidez estomacal, é uma suspensão de hidróxido de alumínio. Cada mL de Pepsamar Gel contém 0,06 g de hidróxido de alumínio. Assinale a massa de ácido clorídrico do suco gástrico que é neutralizada, quando uma pessoa ingere 6,50 mL desse medicamento, aproximadamente: Dados: Al = 27; O = 16; H = 1. HCl + Al(OH)3 AlCl3 + H2O a) 0,37 b) 0,55 c) 0,64 d) 0,73 28. Uma das maneiras de produzir gás metano é reagir carbeto de alumínio (AL4C3) com água, de acordo com a equação não-balanceada: Al4C3(s) + H2O(l) Al(OH)3(aq) + CH4(g) Reagindo-se 288,0 gramas de carbeto de alumínio completamente com a água, assinale o volume em litros de gás metano produzido por essa reação, nas CNTP. Dados: Al = 27; C = 12; O = 16; H = 1. a) 44,8 b) 67,2 c) 89,2 d) 134,4 29.A uréia - CO(NH2)2 - é uma substância utilizada como fertilizante e é obtida pela reação entre o gás carbônico e amônia, conforme a equação: CO2(g) + 2 NH3(g) CO(NH2)2(s) + H2O(g) Sabendo-se que 89,6 litros de gás amônia reagem completamente no processo com o gás carbônico, nas CNTP, a massa de uréia, obtida em gramas, é igual a: Dados: C= 12; N = 14; O = 16; H = 1. a) 240,0 b) 180,0 c) 120,0 d) 60,0 e) n.d.a Solução São dispersões onde o diâmetro das partículas do disperso é menor que 1nm. As soluções são sempre sistemas homogêneos, onde o disperso é denominado de soluto e o dispersante de solvente. Solução Insaturada (ou não saturada) É quando a quantidade de soluto usado se dissolve totalmente, ou seja, a quantidade adicionada é inferior ao coeficiente de solubilidade. Solução Saturada É quando o solvente (ou dispersante) já dissolveu toda a quantidade possível de soluto (ou disperso), e toda a quantidade agora adicionada não será dissolvida e ficará no fundo do recipiente. Solução Sobressaturada (ou superssaturada) Isto só acontece quando o solvente e soluto estão em uma temperatura em que seu coeficiente de solubilidade (solvente) é maior, e depois a solução é resfriada ou aquecida, de modo a reduzir o coeficiente de solubilidade. Quando isso é feito de modo cuidadoso, o soluto permanece dissolvido, mas a solução se torna extremamente instável. Qualquer vibração faz precipitar a quantidade de soluto em excesso dissolvida. Densidade: d=m/V Título: w=m1/m Concentração mássica: C=m1/V Concentração molar: M=n/V Mistura de Soluções Mistura em termos de concentração mássica Mistura em termos de concentração molar Exercícios de Aplicação 1- Uma solução 17% em massa, de NH4Cl possui 50 g de soluto. Qual a massa de água nessa solução? 2- Qual a porcentagem em massa de soluto numa solução preparada pela dissolução de 8g de NaOH em 92 g de água ? 3- Dissolve-se um mol de moléculas de HCl em 963,5 g de água. Calcule a porcentagem em massa de HCl nessa solução. 4- Calcule a massa de 500 cm3 de uma solução cuja densidade absoluta é de 200g/L. 5- A concentração comum de uma solução é de 20 g/L. Determine o volume dessa solução, sabendo que ela contém 75 g de soluto. 6- Por evaporação, 20 mL de uma solução aquosa de NaCl a 15% em peso dão 3,6 g de resíduo. Calcule a densidade dessa solução. 7- São dissolvidos 50 g de um sal em 200 g de água, originando uma solução cuja densidade é de 1,2 g/cm3. Determine a concentração comum dessa solução. 8- Calcule a concentração comum de uma solução de 1,5 g/mL de densidade, sabendo que ela contém 25 g de sulfato de amônio dissolvidos em 275 g de água. 9- Calcule a molaridade de uma solução aquosa de cloridreto que, num volume de 1500 mL, contém 21,9 g de HCl. 10-Calcule a massa de HCN que deve ser dissolvida em água para obter 300 cm3 de solução 0,6 mol/L. 11- Considere 40 mL de uma solução 0,5 mol/L de NaCl. Que volume de água deve ser adicionado para que sua concentração caia para 0,2 mol/L? 12- Calcule a concentração molar de uma solução obtida a partir de 1 L de solução de KNO3 0,3 mol/L,à qual são acrescentados 500 mL de água pura. 13- Temos uma solução de HCl que apresenta 20% em massa de soluto e densidade de 1,1 g/mL. Que volume dessa solução deve ser diluído para formar 150 mL de uma solução que contenha 8% em massa de soluto e que tenha densidade de 1,05 g/mL? 14- A 10°C a solubilidade do nitrato de potássio é de 20,0g/100g H‚O. Uma solução contendo 18,0g de nitrato de potássio em 50,0g de água a 25°C é resfriada a 10°C. Quantos gramas do sal permanecem dissolvidos na água? a) 1,00 b) 5,00 c) 9,00 d) 10,0 e) 18,0 15- Uma solução contendo 14g de cloreto de sódio dissolvidos em 200mL de água foi deixada em um frasco aberto, a 30°C. Após algum tempo, começou a cristalizar o soluto. Qual volume mínimo e aproximado, em mL, de água deve ter evaporado quando se iniciou a cristalização? Dados: solubilidade, a 30°C, do cloreto de sódio = 35g/100g de água; densidade da água a 30°C = 1,0g/mL. a) 20. b) 40. c) 80. d) 100. e) 160. 16- Sabendo que a solubilidade de um sal a 100°C é 39 g/100 g de H2O, calcule a massa de água necessária para dissolver 780 g deste sal a 100° C. Resposta: 2000g de água 17- Sabendo que a solubilidade do brometo de potássio, KBr, a 60°C é 85,5 g/100 g de H2O, calcule a massa de água necessária para dissolver 780 g de KBr 60° C. Resposta: 912,28g de água 18- O coeficiente de solubilidade de um sal é de 60 g por 100 g de água a 80º C. Qual a massa desse sal, nessa temperatura, para saturar 80g de H2O? Resposta: 48 g do sal Evapora-se totalmente o solvente de 250 mL de uma solução aquosa de MgCl2 de concentração 8,0 g/L. Quantos gramas de MgCl2 são obtidos? Resposta: 2g 19- Uma solução foi preparada adicionando – se 40 g de NaOH em água suficiente para produzir 400 mL de solução. Calcule a concentração da solução em g/L. Resposta: 10 g/L 20- O ser humano adulto possui, em média, 5 litros de sangue com cloreto de sódio ( NaCl ) dissolvido na concentração de 5,8 g/L. Qual é a massa total de cloreto de sódio ( NaCl ) no sangue de uma pessoa adulta? Resposta: 29 g 21- Qual a concentração, em g/L, de uma solução resultante da dissolução de 50g de NaCl para um volume final de 200mL? Resposta: 250 g/L 22 - Qual o volume final que deve ter uma solução para que tenha concentração igual a 10g/L a partir de 25g de soluto? Resposta: 2,5 L 23 - Nosso suco gástrico é uma solução aquosa de HCl( ácido clorídrico ), com massa de 0,365 g para cada 1 litro. Com base nessa informação, determine a concentração molar (molaridade, mols/L ) do ácido clorídrico no suco gástrico. ( Dado: massa molar do HCl = 36,5 g/mol). Resposta: 0,01 mol/L 24- Considere uma xícara com 200 mL de leite, ao qual se acrescentaram 6,84 g de açúcar comum. Qual será a concentração molar (molaridade), expressa em mols/ L, da solução formada? ( Dado: massa molar do açúcar comum (C12H22O11) = 342 g/mol.) Resposta: 0,1 mol/L 25- Em um balão volumétrico de 400 mL, são colocados 18 g de KBr e água suficiente para atingir a marca do gargalo (ou seja, completar 400 mL de solução). Qual é a concentração molar (quantidade de matéria por volume) dessa solução? (Dado: massa molar KBr=119g) Resposta: 0,37 mol/L 26 - Qual a molaridade de uma solução que contém 160 g de ácido sulfúrico (H2SO4) em 620 cm3 de solução? Dados: H=1; S=32; O=16 a) 1,6 mol/L. b) 4,5 mol/L. c) 2,6 mol/L. d) 5,5 mol/L. e) 3,6 mol/L. 27 - Qual é o volume final de uma solução 0,05 mol/litro de sulfato de alumínio Al2(SO4)3 que contém 3,42 g deste sal? Dados: Al=27; S=32; O=16 a) 100 mL. b) 250 mL. c) 150 mL. d) 300 mL. e) 200 mL. 28-A concentração molar da glicose (C6H12O6) numa solução aquosa que contém 9 g de soluto em 500 mL de solução é igual a: Dados: C=12; H=1; O=16 a) 0,01. b) 0,18. c) 1,80. d) 0,10. e) 1,00. 29 - Em um balão volumétrico de 500 mL foram colocados 9,6 g de MgCl2, sendo o volume completado com H2O destilada. Sabendo que o MgCl2 foi totalmente dissolvido, assinale a concentração aproximada nessa solução: Dados: Mg=24; Cl=35,5 a) 0,05 mol/L. b) 0,40 mol/L. c) 0,10 mol/L. d) 3,20 mol/L. e) 0,20 mol/L. 30 - Um técnico necessita preparar uma solução aquosa de hipoclorito de sódio, NaClO, 0,5M, para o branqueamento de um tecido de algodão. No laboratório foram encontrados apenas 10g do soluto, portanto o volume, em litros, de solução obtida com a molaridade desejada é de, aproximadamente, Dado: Massa molar: NaClO = 74,5 g/mol a) 0,27. b) 0,50. c) 2,70. d) 3,70 e) 5,00. 31-Para preparar 1,2 litros de solução 0,4M de HCl, a partir do ácido concentrado (16M), o volume de água, em litros, a ser utilizado será de: a) 0,03. b) 0,47. c) 0,74. d) 1,03. e) 1,17. 32-Na preparação de 500mL de uma solução aquosa de H2SO4 de concentração 3 mol/L, a partir de uma solução de concentração 15mol/L do ácido, deve-se diluir o seguinte volume da solução concentrada: a) 10 mL b) 100 mL c) 150 mL d) 300 mL e) 450 mL 33- Uma solução aquosa de ácido sulfúrico (H2SO4), para ser utilizada em baterias de chumbo de veículos automotivos, deve apresentar concentração igual a 4mol/L. O volume total de uma solução adequada para se utilizar nestas baterias, que pode ser obtido a partir de 500mL de solução de H2SO4 de concentração 18mol/L, é igual a a) 0,50 L b) 2,00 L c) 2,25 L d) 4,50 L e) 9,00 L 34-Que volume de HCl concentrado (16 mol/L) é necessário para preparar 2,0L de HCl 0,20mol/L? 35- 450mL de uma solução de NaOH 0,5mol/L foram adicionados a 150mL de uma mesma solução de 0,25mol/L. A solução resultante contém concentração igual a: 36-À temperatura ambiente, misturam-se 100mL de uma solução aquosa de MgSO4 de concentração 0,20mol/L com 50mL de uma solução aquosa do mesmo sal, porém, de concentração 0,40mol/L. A concentração (em relação ao MgSO4) da solução resultante será de a) 0,15 mol/L b) 0,27 mol/L c) 0,38 mol/L d) 0,40 mol/L e) 0,56 mol/L 37- Misturando-se 20mL de solução de NaCl, de concentração 6,0mol/L, com 80mL de solução de NaCl, de concentração 2,0mol/L, são obtidos 100mL de solução de NaCl, de concentração, em mol/L, igual a: a) 1,4 b) 2,8 c) 4,2 d) 5,6 e) 4,0 38-A salinidade da água de um aquário para peixes marinhos expressa em concentração de NaCl é 0,08M. Para corrigir essa salinidade, foram adicionados 2 litros de uma solução 0,52M de NaCl a 20 litros da água deste aquário. Qual a concentração final de NaCl multiplicada por 100? 39- Misturam-se 200 mililitros de solução de hidróxido de potássio de concentração 5,0g/L com 300 mililitros de solução da mesma base com concentração 4,0g/L. A concentração em g/L da solução final vale a) 0,50 b) 1,1 c) 2,2 d) 3,3 e) 4,4 40- 300 mililitros de solução contendo 0,01mol/L de sulfato cúprico são cuidadosamente aquecidos até que o volume da solução fique reduzido a 200 mililitros. A solução final, tem concentração, em mol/L, igual a a) 0,005 b) 0,010 c) 0,015 d) 0,016 e) 0,018 Dispersão Dispersão, na Química, é qualquer disseminação de uma substância ao longo de todo o volume de outra substância.U ma dispersão é formada pela combinação de um dispergente com um disperso (soluto ou disseminado). De acordo com o tamanho das partículas dispersas, as dispersões se classificam em: Solução: quando as partículas dispersas têm até 1 nm de diâmetro. Não é possível ver as partículas dissolvidas nem com microscópia eletrônica, e a separação das substâncias (disperso e dispersante) é feita através da destilação. Ex.: água + sal. Colóide (ou dispersão coloidal): quando as partículas dispersas têm entre 1 nm e 100 nm de diâmetro. São misturas que, a olho nu, aparentam ser homogêneas, mas na realidade não o são. Realizando uma centrifugação, é possível separar o disperso do dispersante. O primeiro vai para o fundo do recipiente. Ex.: sangue humano, fumaça, gelatina. Suspensão: quando as partículas dispersas têm mais de 100 nm de diâmetro. É possível ver as partículas a olho nu. Geralmente usa-se a decantação ou filtração para separar as substâncias. Ex.: água + areia, água + terra, água + matéria orgânica do esgoto , ar + poeira. A ciência que estuda as suspensões é a sedimentologia e teve como grandes expoentes Hans Albert Einstein, Kalynski e Veiga da Cunha.