Capítulo 11 • Mol Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição • Venda proibida IR PARA Capítulo 11 • Comentários Menu • Resoluções Menu • Comentários 1. Grandezas: Massa Número de latinhas 370 g — 1 7,4 10 g — x 6 ⇒ x = 2 104 A estimativa é de que haja vinte mil latinhas na carga. 2. A unidade de massa atômica (u), que é definida como 1 (um doze avos) da massa do 12 isótopo do carbono com número de massa 12 (12C). 3. Grandezas: Massa Número de átomos 3,8 10–23 g — 1 19 g — x ⇒ x = 5 1023 A estimativa é de que existam 5 1023 átomos na amostra de 19 g de sódio. 4. Li – 6,9 u, O – 16,0 u, N – 14,0 u, Cl – 35,5 u, Ca – 40,1 u, Fe – 55,8 u. Ou, arredondando para inteiros, temos: Li – 7 u, O – 16 u, N – 14 u, Cl – 36 u, Ca – 40 u, Fe – 56 u. 5. Massa das 20 moedas de 3,6 g = 20 3,6 g = 72 g Massa das 10 moedas de 3,9 g = 10 3,9 g = 39 g Massa total = 72 g + 39 g = 111 g Massa média = 111 g = 3,7 g 30 Capítulo 11 • Mol 2 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 6. O valor 64 u está bem “no meio” entre 63 u e 65 u, ou seja, corresponde exatamente à média aritmética simples entre 63 u e 65 u. Como a porcentagem do isótopo de massa 63 u é maior, a média ponderada resultará num valor mais próximo de 63 u do que de 65 u. Essa média será, portanto, menor do que 64 u. (Professor: de fato, se calcularmos a média ponderada, chegaremos a 63,62 u.) 7. 79 24 u + 10 25 u + 11 26 u = 24,3 u 100 8. N2 – 28 u, O2 – 32 u, O3 – 48 u, H2O – 18 u, CH4 – 16 u, CO2 – 44 u, SO2 – 64 u, SO3 – 80 u, Cl2 – 71 u, H2SO4 – 98 u, HNO3 – 63 u, C6H12O6 – 180 u 9. 27 u e 27 u. A massa dos três elétrons perdidos para formar o cátion é desprezível perante a massa do núcleo. 10. 197 u para todos os três. A massa dos elétrons perdidos para formar os cátions é desprezível perante a massa do núcleo. 11. 32 u e 32 u. A massa dos dois elétrons recebidos para formar o ânion é desprezível perante a massa do núcleo. 12. 62 u e 96 u 13. Grandezas: Massa Número de parafusos 0,5 g — 1 500 g — x ⇒ x = 1 103 A estimativa é de que haja cerca de mil pregos na embalagem. 14. Grandezas: Massa Número de grãos 2 10–3 g — 1 2 10 g — x 6 ⇒ x = 1 109 A estimativa é de que a quantidade de grãos é da ordem de um bilhão. 15. Grandezas: Massa Número de embalagens 12 g — 1 12 10 g — x 6 A indústria produziu um milhão de embalagens. ⇒ x = 1 106 Capítulo 11 • Mol 3 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 16. Grandezas: Massa Número de barras 31,103 g — 1 1,000 10 g — x 3 ⇒ x = 32,15 Assim, o investidor teria de comprar 32,15 barras para comprar exatamente um quilograma de ouro. Portanto, a resposta à pergunta é não. 17. Pelo cálculo mostrado acima, ele mais se aproximaria de um quilograma ao comprar 32 barras (e não 33, pois 32,15 está mais próximo de 32 do que de 33). 18. 6 1023 átomos; é “um mol” de átomos 19. 6 1023 moléculas; é “um mol” de moléculas 20. 6 1023 íons; é “um mol” de íons 21. Li – 6,9 g/mol, O – 16,0 g/mol, N – 14,0 g/mol, Cl – 35,5 g/mol, Ca – 40,1 g/mol, Fe – 55,8 g/mol. Ou, arredondando para inteiros, temos: Li – 7 g/mol, O – 16 g/mol, N – 14 g/mol, Cl – 36 g/mol, Ca – 40 g/mol, Fe – 56 g/mol. 22. N2 – 28 g/mol, O2 – 32 g/mol, O3 – 48 g/mol, H2O – 18 g/mol, CH4 – 16 g/mol, CO2 – 44 g/mol, SO2 – 64 g/mol, SO3 – 80 g/mol, Cl2 – 71 g/mol, H2SO4 – 98 g/mol, HNO3 – 63 g/mol, C6H12O6 – 180 g/mol 23. 62 g/mol e 96 g/mol 24. 100 g/mol 25. Não. A amostra de prata apresenta mais átomos. Como a massa molar da prata (108 g/mol) é menor que a do ouro (197 g/mol), há maior quantidade de matéria (em mols de átomos) numa certa massa de prata do que em uma mesma massa de ouro. A quantidade em mols é tanto maior... n = m M ... quanto menor for a massa molar. 26. Não. A amostra de água apresenta mais moléculas. Como a massa molar da água (18 g/mol) é menor que a do etanol (46 g/mol), há maior quantidade de matéria (em mols de moléculas) numa certa massa de água do que em uma mesma massa de etanol. Capítulo 11 • Mol 4 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 27. Não. A amostra de NaCl apresenta mais íons. Como a massa molar do NaCl (58,5 g/mol) é menor que a do KCl (74,5 g/mol), há maior quantidade de matéria (em mols de íons) numa certa massa de NaCl do que em uma mesma massa de KCl. 28. Exemplo resolvido no livro. 29. Grandezas: 30. Grandezas: 31. a) Massa 56 g — 6 1023 átomos 14 g — x Massa ⇒ x = 1,5 1023 átomos — 6 1023 átomos 810 g — x ⇒ x = 1,8 1025 átomos Massa de prata = 2,627 g – 1,970 g – 0,635 g = 0,022 g Grandezas: 32. Grandezas: 33. a) Número de átomos 27 g b) Grandezas: c) Número de átomos Massa Número de átomos 197,0 g — 6 1023 átomos 1,970 g — x Massa — 6 1023 átomos 0,635 g — y x = 6 1021 átomos ⇒ y = 6 1021 átomos Número de átomos 201 g — 6 1023 átomos 0,010 g — x Grandezas: ⇒ Número de átomos 63,5 g Massa Massa ⇒ x = 3,0 1019 átomos Número de átomos 7g — 6 1023 átomos 1 10–6 g — x ⇒ x = 8,6 1016 átomos Note a grande quantidade de átomos presente na menor massa que essa balança é capaz de medir. Capítulo 11 • Mol 5 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição b) Grandezas: Massa Número de átomos 24 g — 6 1023 átomos 1 10 g — y –6 c) Grandezas: Massa ⇒ y = 2,5 1016 átomos ⇒ z = 3,0 1015 átomos Número de átomos 201 g — 6 1023 átomos 1 10 g — z –6 Note que a quantidade de átomos diminui à medida que a massa molar do elemento aumenta, mas a quantidade ainda é extremamente grande. 34. a) 86 . 000 . 000 . 000 . 000 . 000 átomos quatrilhão trilhão bilhão milhão mil 86 quatrilhões de átomos b) 25 . 000 . 000 . 000 . 000 . 000 átomos 25 quatrilhões de átomos c) 3 . 000 . 000 . 000 . 000 . 000 átomos 3 quatrilhões de átomos 35. Duas vezes. massa de um átomo de S 32 u = =2 massa de um átomo de O 16 u 36. Cinqüenta vezes. massa de um átomo de Hg 201 u = = 50,25 massa de um átomo de He 4u 37. Exemplo resolvido no livro. 38. a) Dividindo 252 g por 7 chegamos a 36 g como a massa média por gole. b) Grandezas: Massa Número de moléculas 18 g — 6 1023 moléculas 36 g — x ⇒ x = 1,2 1024 moléculas Capítulo 11 • Mol 6 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 39. a) C8H18 b) 8 12 g/mol + 18 1 g/mol = 114 g/mol c) 40. a) Grandezas: Massa Número de moléculas 114 g — 6 1023 moléculas 22,8 g — x ⇒ x = 1,2 1023 moléculas ⇒ x = 1,8 1021 moléculas 9 12 u + 8 1 u + 4 16 u = 180 u b) 180 g/mol c) Grandezas: Massa Número de moléculas 180 g 6 1023 moléculas — 0,540 g — x 41. No corpo da pessoa de 60 kg há 36 kg de água (60% de 60 kg). Assim: Grandezas: Massa Número de moléculas 18 g — 6 1023 moléculas 36 10 g — x 3 ⇒ x = 1,2 1027 moléculas ⇒ x = 1,7 1015 moléculas 42. A massa molar do DDT é 354 g/mol. Assim: Grandezas: Massa Número de moléculas 354 g — 6 1023 moléculas 1,0 10 g — x –6 43. A partir da densidade, podemos determinar a massa de 1 L (1 103 L) de tetracloreto de carbono: Grandezas: Volume Massa 1 cm3 1,0 10 cm 3 3 — 1,54 g — x ⇒ x = 1,54 103 g Calculando a massa molar do CCl4, chegamos a 154 g/mol. Grandezas: Massa 154 g 1,54 10 g 3 Número de moléculas — 6 1023 moléculas — y ⇒ y = 6 1024 moléculas Capítulo 11 • Mol 7 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 44. Se a massa de uma molécula de hemoglobina é 65.000 u, a massa de um mol de hemoglobina é 65.000 g, ou seja, 65 kg! A frase obviamente está incorreta. 45. Dez vezes. massa de uma molécula de C6H12O6 180 u = = 10 massa de uma molécula de H2O 18 u 46. A massa de uma molécula não é necessariamente maior que a massa de um átomo. A molécula de H2, por exemplo, tem massa 2 u. Esse valor é menor que a massa atômica de todos os elementos químicos, exceto o hidrogênio. 47. Grandezas: Massa Número de moléculas 46 g x — 6 1023 moléculas — 1 10 moléculas 9 ⇒ x = 7,7 10–14 g Essa é a massa de um bilhão de moléculas de etanol. Ela é muitíssimo menor que a sensibilidade da balança, que é de 0,1 mg (1 10–4 g). Assim, a resposta à pergunta é não. 48. Grandezas: Massa Número de átomos 73 g — 6 1023 átomos 0,073 g — x ⇒ x = 6 1020 átomos Esse é o número de átomos de germânio no cristal de 73 mg. Agora vamos estabelecer uma relação desse número com o número de átomos de impureza. Grandezas: Número de átomos de germânio Número de átomos de impureza 1 109 átomos — 1 átomo 6 10 átomos — y 20 ⇒ y = 6 1011 átomos Assim, estimamos a presença de 6 1011 átomos (600 bilhões de átomos) de impureza em um cristal de apenas 73 mg e com o elevado grau de pureza (um átomo de impureza para cada bilhão de átomos de germânio)! 49. a) Grandezas: Massa Número de bolinhas 5g — 1 bolinha x — 12 bolinhas ⇒ x = 60 g Capítulo 11 • Mol 8 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição b) Grandezas: Massa Quantidade em dúzias 60 g 1,2 10 g 3 50. a) Grandezas: b) Grandezas: 51. Grandezas: 52. Grandezas: — 1 dúzia — x Massa ⇒ x = 20 dúzias Quantidade de matéria 4g — 1 mol 0,8 g — x Massa ⇒ x = 0,2 mol Número de átomos 4g — 6 1023 átomos 0,8 g — y Quantidade de matéria ⇒ y = 1,2 1023 átomos ⇒ x = 8,4 g Massa 1 mol — 56 g 0,15 mol — x Massa de Au Quantidade de matéria 197 g — 1 mol 19,7 g — x ⇒ x = 0,1 mol Sabendo que há 0,1 mol de átomos de ouro em 19,7 g, vamos determinar qual a massa de 0,1 mol de átomos de prata. Grandezas: Massa de Ag Quantidade de matéria 108 g — 1 mol y — 0,1 mol ⇒ y = 10,8 g 53. Há mais átomos em 5 g de crômio do que em 15 g de chumbo, como mostram os cálculos a seguir: Grandezas: Grandezas: Massa de Cr Quantidade de matéria 52 g — 1 mol 5g — x Massa de Pb ⇒ x = 0,1 mol ⇒ y = 0,07 mol Quantidade de matéria 207 g — 1 mol 15 g — y Capítulo 11 • Mol 9 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 54. Grandezas: 55. a) Massa Quantidade de matéria 44 g — 1 mol 5.060 g — x Grandezas: Massa 27 g — 1 mol 2,7 10 g — x Massa x = 115 mol ⇒ x = 1 10–4 mol Número de íons 27 g 2,7 10–3 g 56. a) ⇒ Quantidade de matéria –3 b) Grandezas: — — 6 1023 íons y ⇒ y = 6 1019 íons uma dúzia b) quatro dúzias c) 57. a) cinco dúzias um mol b) quatro mols c) 58. a) cinco mols N2H4 b) 32 g/mol c) Em 32 g de hidrazina (1 mol) há 28 g do elemento químico nitrogênio e 4 g do elemento químico hidrogênio. 59. Os dados se referem a 0,5 mol da substância. Multiplicando-os por 2, para encontrarmos o que está presente em 1 mol, teremos: 20 mol C : 30 mol H : 1 mol O o que indica que a fórmula molecular é C20H30O. 60. a) Grandezas: Massa Porcentagem 95 g — 100% 24 g — x ⇒ x = 25% Capítulo 11 • Mol 10 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição b) Grandezas: Massa do sal Massa de Mg 95 g — 24 g 100 kg — y ⇒ y = 25 kg ou Grandezas: Massa Porcentagem 100 kg — 100% y — 25% ⇒ y = 25 kg ⇒ x = 70,0% ⇒ y = 72,4% 61. Para o minério Fe2O3: Grandezas: Massa Porcentagem 160 g — 100% 112 g — x Para o minério Fe3O4: Grandezas: Massa Porcentagem 232 g — 100% 168 g — y Há, portanto, um teor de ferro ligeiramente maior no Fe3O4. 62. Para a uréia: Grandezas: Massa Porcentagem 60 g — 100% 28 g — x ⇒ x = 47% ⇒ y = 35% Para o nitrato de amônio: Grandezas: Massa Porcentagem 80 g — 100% 28 g — y Há maior quantidade de nitrogênio por grama de uréia. Capítulo 11 • Mol 11 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 63. Exemplo resolvido no livro. 64. a) Em um mol de CaCO3 (100 g) há um mol de cálcio (40 g). Grandezas: Massa de CaCO3 Massa de Ca 100 g — 40 g x — 36 g ⇒ x = 90 g Essa é a massa de CaCO3 na amostra de 100 g de calcário. Com base nela, determinamos a porcentagem de CaCO3 nessa amostra. Grandezas: b) Grandezas: Massa Porcentagem 100 g — 100% 90 g — y Massa ⇒ y = 90% ⇒ z = 0,9 t Porcentagem 1t — 100% z — 90% 65. Consideremos uma amostra de 100 g dessa rocha. Dessa massa total, 30 g são de cálcio (30%). Como em um mol de Ca3(PO4)2 (310 g) há três mols de cálcio (3 40 g), podemos empregar essa relação para determinar a massa de Ca3(PO4)2 que contém 30 g de cálcio. Grandezas: Massa de Ca3(PO4)2 Massa de Ca 310 g — 3 40 g x — 30 g ⇒ x = 77,5 g Essa é a massa de Ca3(PO4)2 que contém 30 g de cálcio e, portanto, é a massa de cálcio presente na amostra de 100 g da rocha. Assim, podemos determinar a porcentagem de Ca3(PO4)2 na rocha. Grandezas: Massa Porcentagem 100 g — 100% 77,5 g — y ⇒ y = 77,5% Capítulo 11 • Mol 12 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 66. Como a massa molar do H2SO4 é 98 g/mol, o problema versa sobre um mol dessa substância. Em um mol de H2SO4 há: a) b) c) d) e) f) dois mols de átomos de hidrogênio. um mol de átomos de enxofre. quatro mols de átomos de oxigênio. 2 6 1023 átomos de hidrogênio. 6 1023 átomos de enxofre. 4 6 1023 átomos de oxigênio. 67. Em 58,5 g de NaCl há um mol de íons Na+ e um mol de íons Cl–. Vamos calcular a quantidade de cátions Na+ em 117 g. Grandezas: Massa Número de íons 58,5 g — 6 1023 cátions 117 g — x ⇒ x = 1,2 1024 cátions O número ânions Cl– é igual ao de cátions Na+. Em 117 g de NaCl há, portanto, 1,2 1024 cátions e 1,2 1024 ânions. 68. A fórmula molecular é C6H8O6 e a fórmula mínima é C3H4O3. 69. C10H12NO 70. Be3Al2Si6O18 71. Sim. Do enunciado deduz-se que a fórmula molecular é C8H8O3, que já expressa a proporção entre os átomos de C, H e O por meio dos menores números inteiros. 72. A massa de uma fórmula mínima CH3O é 31 u. A fórmula molecular é (CH3O)x, ou CxH3xOx, em que x é um número inteiro maior que zero. Assim, a massa da molécula é 31 x u. Como a massa da molécula é 62 u, vem que: 31 x u = 62 u ⇒ x=2 Assim, a fórmula molecular do etilenoglicol é C2H6O2. 73. A massa da fórmula C2H6N é 44 u. Na faixa mencionada está um múltiplo de 44 u, que é 88 u. Portanto, a fórmula molecular da substância é C4H12N2 e a massa molecular pedida é 88 u. Capítulo 11 • Mol 13 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 74. a) 0,25 : 0,35 : 0,05 Dividindo tudo por 0,05, vem: 5 : 7 : 1 Assim, a fórmula mínima é C5H7N. b) A massa da fórmula mínima C5H7N é 81 u. Considerando que a fórmula molecular é (C5H7N)x ou C5xH7xNx, a massa molecular é 81 x u. 81 x u = 162 u ⇒ x=2 Assim, a fórmula molecular da nicotina é C10H14N2. 75. Grandezas: Ca: C: O: Massa 100 40 12 3 16 g g g g 76. Grandezas: Massa C: H: O: 60 g 2 12 g 4 1g 2 16 g Porcentagem — — — — 100% x y z ⇒ x = 40% y = 12% z = 48% ⇒ x = 40,0% y = 06,7% z = 53,3% Porcentagem — — — — 100% x y z 77. a) CH2O para todos. b) São iguais, pois apresentam a mesma fórmula mínima, isto é, a mesma proporção entre as quantidades de átomos dos elementos formadores. c) 40,0% de carbono, 6,7% de hidrogênio e 53,3% de oxigênio. 78. Exemplo resolvido no livro. 79. Considerando uma amostra de 100 g do composto, podemos afirmar que nela há 75 g de carbono e 25 g de hidrogênio. Vamos calcular as quantidades em mol de cada um desses elementos nessa amostra. Quantidade de carbono = 75 g = 6,25 mol 12 g/mol Quantidade de hidrogênio = 25 g = 25 mol 1 g/mol Assim, temos a proporção em mols C6,25H25. Dividindo por 6,25 ambos os números da proporção 6,25 : 25, passamos a expressá-la por meio de números inteiros, 1 : 4. A fórmula mínima é CH4 e, de acordo com o enunciado, a fórmula molecular também. Capítulo 11 • Mol 14 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 80. Numa amostra de 100 g do composto há 80 g de carbono e 20 g de hidrogênio. Quantidade de carbono = 80 g = 6,67 mol 12 g/mol Quantidade de hidrogênio = 20 g = 20 mol 1 g/mol Assim, temos a proporção em mols C6,67H20. Dividindo por 6,67 ambos os números da proporção 6,67 : 20, passamos a expressá-la por meio de números inteiros, 1 : 3. A fórmula mínima é CH3 e, pelo dado do enunciado, deduz-se que a fórmula molecular é C2H6. 81. Consideremos uma amostra de 100 g do óxido A. Quantidade de enxofre = Quantidade de oxigênio = 40 g = 1,25 mol 32 g/mol 60 g = 3,75 mol 16 g/mol A proporção 1,25 : 3,75 equivale a (basta dividir por 1,25) 1 : 3. A fórmula mínima e, portanto, também a fórmula molecular do óxido A é SO3. Agora vamos considerar uma amostra de 100 g do óxido B. Quantidade de enxofre = Quantidade de oxigênio = 50 g = 1,56 mol 32 g/mol 50 g = 3,13 mol 16 g/mol A proporção 1,56 : 3,13 equivale a (basta dividir por 1,56) 1 : 2. A fórmula mínima e, portanto, também a fórmula molecular do óxido B é SO2. 82. Se considerarmos uma amostra em que haja 6 g de carbono, podemos afirmar que nela haverá 1 g de hidrogênio. Quantidade de carbono = 6g = 0,5 mol 12 g/mol Quantidade de hidrogênio = 1g = 1 mol 1 g/mol A proporção 0,5 : 1 equivale a 1 : 2. Assim, a fórmula mínima é CH2. Como a fórmula molecular é igual fórmula mínima multiplicada por seis, deduzimos que a fórmula molecular é C6H12. Capítulo 11 • Mol 15 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 83. Quantidade de carbono = 1,2 g = 0,1 mol 12 g/mol Quantidade de enxofre = 6,4 g = 0,2 mol 32 g/mol Decorre que a fórmula mínima do composto é CS2. 84. Exemplo resolvido no livro. 85. Vamos determinar a massa de nitrogênio e a de oxigênio em um mol de clorofila. Grandezas: Massa Porcentagem 892 g — 100% N: x — 6,3% O: y — 9,0% Quantidade de nitrogênio = ⇒ x = 56 g y = 80 g 56 g = 4,0 mol 14 g/mol 80 g = 5,0 mol 16 g/mol Quantidade de oxigênio = Assim, se em um mol de clorofila há quatro mols de nitrogênio e cinco mols de oxigênio, concluímos que na molécula dessa substância há 4 átomos de nitrogênio e 5 átomos de oxigênio. 86. Grandezas: Massa Porcentagem 65.000 g — 100% x — 0,394% Quantidade de enxofre = ⇒ x = 256 g 256 g = 8 mol 32 g/mol Assim, se em um mol de hemoglobina (65.000 g) há oito mols de enxofre, concluímos que na molécula dessa substância há 8 átomos desse elemento. Capítulo 11 • Mol 16 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 87. Vamos calcular a massa de cada elemento em um mol da substância e, a seguir, determinar a quantidade em mols correspondente a cada uma dessas massas. Grandezas: Massa C: H: S: O: 162 g x y z w Porcentagem — — — — — 100% 44,4% 6,2% 39,5% 9,9% ⇒ x = 72 y = 10 z = 64 w = 16 g g g g 72 g = 6 mol 12 g/mol Quantidade de carbono = Quantidade de hidrogênio = 10 g = 10 mol 1 g/mol 64 g = 2 mol 32 g/mol Quantidade de enxofre = Quantidade de oxigênio = 16 g = 1 mol 16 g/mol Portanto, a fórmula molecular é C6H10S2O. 88. Grandezas: Massa C: H: N: O: 194 g x y z w Porcentagem — — — — — Quantidade de carbono = 100% 49,5% 5,2% 28,8% 16,5% 96 g = 8 mol 12 g/mol Quantidade de hidrogênio = 10 g = 10 mol 1 g/mol Quantidade de nitrogênio = 56 g = 4 mol 14 g/mol Quantidade de oxigênio = 32 g = 2 mol 16 g/mol Portanto, a fórmula molecular é C8H10N4O2. ⇒ x y z w = 96 = 10 = 56 = 32 g g g g Capítulo 11 • Mol 17 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 89. a) CF2 b) Grandezas: c) Massa Porcentagem 50 g — 100% C: 12 g — x F: 2 19 g — y Grandezas: Massa de C x = 24% ⇒ y = 76% Massa de F 12 g — 2 19 g 48 g — z ⇒ z = 152 g d) Em 100 g de teflon: Grandezas: Massa Número de átomos 50 g — 3 6 1023 átomos 100 g — a ⇒ a = 36 1023 átomos ⇒ b = 50 1023 átomos Em 50 g de água: Grandezas: Massa Número de átomos 18 g — 3 6 1023 átomos 50 g — b Portanto, há maior quantidade de átomos em 50 g de água. 90. a) Grandezas: Massa 5g x Número de bolinhas — 1 bolinha — 6 10 bolinhas 23 ⇒ 3 . 000 . 000 . 000 . 000 . 000 . 000 . 000 . 000 g sextilhão quatrilhão bilhão setilhão quintilhão trilhão milhão 3 setilhões de gramas! ou x = 3 1018 t 3 quintilhões de toneladas! mil x = 3 1024 g Capítulo 11 • Mol 18 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição b) Grandezas: Massa Número de viagens 20 t — 1 viagem 3 10 t — y 18 ⇒ y = 1,5 1017 viagens ⇒ z = 5 1013 anos 150 quatrilhões de viagens! c) Grandezas: Tempo Número de viagens 1 ano z — 3.000 viagem — 1,5 10 viagens 17 50 trilhões de anos! (Compare com a idade estimada da Terra: 4,6 bilhões de anos!) 91. Grandezas: Número de pessoas Número de células 1 pessoa — 6 109 pessoas — 1 1014 células x ⇒ x = 6 1023 células ⇒ x = 1,2 1021 g 92. A quantidade de células era da ordem de um mol. 93. Grandezas: Massa 2 10–3 g x 94. Grandezas: Número de grãos — 1 grão — 6 10 grãos Massa Quantidade em mols de grãos 1,2 1021 g — 1 mol (resp. ex. anterior) 6 10 g — x 27 95. Grandezas: 23 Quantidade em mols 1 mol x ⇒ x = 5 106 mol Número de estrelas — 6 1023 estrelas — 4 10 estrelas 11 ⇒ 0,000 000 000 000 7 mol 7 na décima terceira casa depois da vírgula x = 7 10–13 mol Capítulo 11 • Mol 19 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 96. a) Grandezas: Altura 10 cm x Número de folhas — 1 103 folhas — 6 10 folhas 23 ⇒ x = 6 1021 cm ou x = 6 1016 km b) Grandezas: Tempo 1 ano x (pois 1 km = 103 m = 105 cm) Distância — 9,5 1012 km — 6 10 km 16 ⇒ x = 6,3 103 anos A luz levaria mais de seis mil anos para percorrer a pilha de um mol de folhas de papel sulfite! 97. Grandezas: 98. Grandezas: Massa (em g) Número de átomos 24 g — 6 1023 átomos x — 1 átomo Massa (em g) ⇒ x = 4 10–23 g Número de moléculas 18 g — 6 1023 moléculas x — 1 molécula ⇒ x = 3 10–23 g 99. Alternativa E. O isótopo de maior abundância é aquele com massa 25,98259 u. Isso influencia a massa atômica do elemento (média ponderada) de tal modo que ela deve estar mais próxima de 25,98259 u do que de 23,98504 u. Assim sendo, esperamos um valor maior que a do isótopo de massa intermediária (24,98584 u) e menor que a do isótopo de maior massa (25,98259 u). 100. Alternativa E. Massa da molécula de água pesada = massa de 2H + massa de 2H + massa de 16O = 2 u + 2 u + 16 u = 20 u 101. Alternativa B. Massa de açúcar = 2 3,5 g = 7,0 g Grandezas: Massa Quantidade de matéria 342 g — 1 mol 7,0 g — x ⇒ x = 2,0 10–2 mol Capítulo 11 • Mol 20 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 102. Alternativa D. Grandezas: Massa Quantidade de matéria 63 g — 1 mol 5 10 g — x 3 ⇒ x = 79,4 mol 103. Alternativa C. Como a maior massa molar é a do H2S2O3, é no recipiente V que há menos moléculas. 104. Alternativa D. Grandezas: Massa Número de átomos 27 g — 6 1023 átomos 100 g — x ⇒ x = 2,22 1024 átomos 105. Alternativa A. Os átomos mencionados estão sob a forma de moléculas de O2, mas isso não vem ao caso para a resolução. Grandezas: Massa Número de átomos 16 g x — 6,02 1023 átomos — 3,01 10 átomos 23 ⇒ x = 8,0 103 g = 8,0 kg 106. Alternativa D. Grandezas: Massa Número de moléculas 17 g — 6 1023 moléculas 8,5 10 g — x –3 ⇒ x = 3 1020 moléculas 107. Alternativa A. Grandezas: Massa Número de moléculas 180 g — 6 1023 moléculas 45 10 g — x –3 ⇒ x = 1,5 1020 moléculas Capítulo 11 • Mol 21 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição 108. a) Grandezas: b) Grandezas: c) 109. a) Grandezas: Massa de C2H3Cl Quantidade em mols de C2H3Cl 62,5 g — 1 mol 93,75 g — x Quantidade em mols de C2H3Cl ⇒ x = 1,5 mol ⇒ y = 3 mol Quantidade em mols de C 1 mol — 2 mol 1,5 mol — y Quantidade em mols de C Número de átomos de C 1 mol — 3 mol — 6 1023 átomos ⇒ z z = 1,8 1024 átomos A mancha é um cilindro de altura muito pequena. O volume desse cilindro (Vmancha) é igual ao produto da altura (h) pela área da base (A). Vmancha = h A ⇒ 1,6 10–5 cm3 = h 200 cm2 ⇒ h = 8 10–8 cm Como a mancha é considerada como tendo altura igual à de uma molécula, e como cada molécula é considerada como ocupando o volume de um cubo, podemos dizer que a aresta desse cubo mede 8 . 10–8 cm. E o volume de um cubo é dado pela aresta elevada ao cubo. Assim: Vmolécula = h3 ⇒ Vmolécula = (8 10–8 cm)3 ⇒ Vmolécula = 5,12 10–22 cm3 b) Primeiramente, vamos determinar quantas moléculas há na mancha. Grandezas: Volume Número de moléculas 5,12 10–22 cm3 — 1 molécula 1,6 10 — x –5 cm 3 x = 3,125 1016 moléculas Agora, usando a densidade, vamos calcular qual a massa de ácido presente na mancha. Grandezas: Volume Massa 1 cm3 1,6 10 –5 cm 3 — 0,9 g — y ⇒ y = 1,44 10–5 g Capítulo 11 • Mol 22 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição Finalmente, como sabemos a quantidade de moléculas (3,125 1016 moléculas) que corresponde a uma certa massa (1,44 10–5 g), podemos montar uma regra de três para encontrar quantas moléculas há em 282 g. Grandezas: Massa Número de moléculas 1,44 10–5 g — 3,125 1016 moléculas 282 g — z z = 6,1 1023 moléculas 110. Alternativa D. Grandezas: Massa H: O: 34 g 2g 2 16 g Porcentagem — — — 100% x y ⇒ x = 5,9% y = 94,1% ⇒ x = 47% ⇒ y = 35% ⇒ z = 71% ⇒ w = 21% 111. Alternativa C. Grandezas: Massa Porcentagem CO(NH2)2: 60 g 28 g — — 100% x NH4NO3: 80 g 28 g — — 100% y HNC(NH2)2: 59 g 42 g — — 100% z (NH4)2SO4: 132 g 28 g — — 100% w 112. Alternativa B. A fórmula mínima, C2H4O, tem massa 44 u. Como a massa molecular é 88 u, deduz-se que a fórmula molecular é o dobro da mínima: C4H8O2. Apenas a alternativa B está de acordo com essa fórmula molecular. 113. Alternativa D. Grandezas: C: O: H: Massa 8,8 3,6 4,8 0,4 g g g g Massa — — — — 176 g x y z ⇒ x = 72 g y = 96 g z= 8g Capítulo 11 • Mol 23 Manual do professor • Química na abordagem do cotidiano • Volume único • Segunda edição Quantidade de carbono = 72 g = 6 mol 12 g/mol Quantidade de oxigênio = 96 g = 6 mol 16 g/mol Quantidade de hidrogênio = 8g = 8 mol 1 g/mol Portanto, a fórmula molecular da vitamina C é C6H8O6. 114. Alternativa C. Em um mol de C8H6O4 há 4 mol de oxigênio. Em 0,5 mol de C8H6O4 haverá 2 mol de oxigênio, o que corresponde a 32 g. 115. Alternativa B. Primeiramente, vamos determinar a massa molar da dioxina, levando em conta que cada molécula tem 4 átomos de cloro e que 44% da massa da dioxina se deve a esse elemento químico. Grandezas: Massa de dioxina Massa de cloro M — 4 35,5 g 100 g — 44 g ⇒ M = 323 g Agora vamos determinar a massa máxima de frango que uma pessoa pode ingerir, relacionando a massa de frango com a massa de dioxina. A primeira linha da seguinte regra de três leva em conta que em um quilograma da ave há 2 10–13 mol de dioxina e que esse 2 10–13 mol tem massa 2 10–13 323 g. A segunda linha relaciona a massa pedida com a massa máxima de dioxina que pode ser ingerida por dia. Grandezas: Massa de frango 1 kg x Massa de dioxina — — 2 10–13 323 g 3,23 10 –11 g ⇒ x = 0,5 kg