QUÍMICA
Prof. Daniel Pires
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
1. O cloreto de cálcio, por ser um sal higroscópico, absorve umidade com facilidade. Devido a essa
propriedade, é utilizado como agente secante nos laboratórios de química e pode ser preparado a partir
da reação de calcário com ácido clorídrico.
A partir do resfriamento da solução aquosa de cloreto de cálcio, resultante da reação apresentada,
forma-se o CaC 2 (s).
a) Descreva os processos de separação envolvidos na obtenção do sólido CaC 2 .
b) Calcule a massa de cloreto de cálcio que pode ser obtida a partir da reação de 625 g de calcário
contendo 80 % de CaCO3 com excesso de solução de HC .
c) Escreva o nome da substância da reação que possui o menor ponto de ebulição e explique sua escolha.
2. O nitrato de cobre pode ser obtido a partir da reação de cobre metálico e ácido nítrico diluído. Considere
que o cobre utilizado na reação apresenta uma pureza de 100% e, a partir de 635 g desse metal,
determine:
a) a massa do sal que será formada.
b) o volume do recipiente, em que deverá ser armazenado todo o NO produzido, de forma que a pressão
exercida pelo gás seja igual a 8,2 atm, a uma temperatura de 300 K.
c) escreva 4 nomes para o NO e classifique-o.
3. O bicarbonato de sódio é convertido a carbonato de sódio após calcinação, de acordo com a reação
não balanceada a seguir
NaHCO3
Na2CO3 + CO2 + H2O
A calcinação de uma amostra de bicarbonato de sódio de massa 0,49 g, que contém impurezas, produz
um resíduo de massa 0,32 g. Se as impurezas da amostra não são voláteis à temperatura de
calcinação, pede-se:
a) os valores que tornam a equação balanceada;
b) por meio de cálculos, o percentual de bicarbonato na amostra original.
c) classifique os compostos de acordo com o tipo de ligação química.
d) escreva o nome e fórmula molecular de 3 outros ácidos instáveis.
4. O titânio, à temperatura ambiente, tem estrutura cristalina hexagonal compacta (figura 1), chamada de
fase alfa, a qual é estável até 882 C; acima dessa temperatura, a estrutura muda para cúbica de corpo
centrado (figura 2), chamada de fase beta. O titânio não é tóxico, mas, apesar de fisiologicamente
inerte, o pó é carcinogênico. Outra consequência importante da sua atoxidade é a utilização desse
metal e suas ligas como biomaterial, devido à excelente resistência à corrosão e
alta biocompatibilidade.
(Química Nova On-line, vol. 30, n. 2, 2007. Adaptado.)
Na indústria, o titânio é obtido pelo processo Kroll, a partir do minério ilmenita
representado pelas equações:
2FeTiO3
TiC 4
7C 2
2Mg
Ti
6C
2TiC 4
2FeC 3
FeTiO3 , processo
6CO
2MgC 2
a) Indique o nome do fenômeno que ocorre com o titânio por apresentar diferentes estruturas (figuras
1 e 2), bastante comum em diversos outros elementos na natureza. Compare as diferenças nas
propriedades do titânio e de seu minério quanto à condutividade térmica.
1
b) Considerando o rendimento da reação como 100%, calcule a massa aproximada de titânio que pode ser
obtida a partir de 760 kg de ilmenita.
c) Qual o nome da propriedade que faz com que o titânio forme uma película superficial de proteção
impedindo a oxidação? Escreva o nome e a fórmula da película.
d) Escreva o nome de 4 formas alotrópicas do carbono , 3 do oxigênio e e do fósforo.
5. A Tireoidite de Hashimoto é uma doença que pode estar associada à ingestão excessiva de iodo,
enquanto o Bócio é uma doença associada à falta de iodo na juventude. Já o Cretinismo é provocado
pela deficiência de iodo durante a gestação. Essas são as questões consideradas pelo Ministério da
Saúde (MS), que acredita que os brasileiros estejam consumindo, em média, 12 gramas de sal iodado
por dia, em vez dos 5 gramas atualmente recomendados. Por isso, há uma proposta no MS no sentido
de diminuir a quantidade de iodo no sal comercializado.
a) Considerando que a ingestão diária de iodo recomendada é de 70 microgramas e considerando ainda
que o sal seja a única fonte de iodo, que a ingestão diária média de sal dos brasileiros é de 12 gramas e
que haja 25 microgramas de iodo por grama de sal, calcule o percentual de redução de iodo do sal que
o MS deveria recomendar.
b) Alguns pesquisadores, preocupados com essa possível medida, afirmam que -O MS deveria se esforçar
para diminuir o consumo de sal em vez de propor a diminuição da concentração de iodo, pois essa
mudança poderia trazer consequências para a saúde humana em locais onde o consumo diário não
atinge 12 gramas de sal. Levando-se em conta apenas as informações dadas, o aumento de que
doença(s) estaria preocupando esses pesquisadores, caso a proposta fosse adotada? Justifique.
c) Qual o estado físico do da molécula de iodo a temperatura ambiente? Explique a sua mudança de
estado físico.
d) Escreva as estruturas possíveis para o Iodo combinado com o Potássio, Alumínio e o Chumbo.
6. Um dentista receitou para seu paciente, que estava com ferimentos na gengiva, um enxágue bucal com
água oxigenada 10 volumes. No quadro, é transcrita parte do texto que consta no rótulo de um frasco
de água oxigenada comprado pelo paciente.
Composição: solução aquosa de peróxido de hidrogênio 10 volumes de oxigênio.
Indicações: antisséptico tópico , agente de limpeza de ferimentos. O peróxido de hidrogênio é um
desinfetante oxidante, com ação germicida. O peróxido de hidrogênio se decompõe rapidamente e libera
oxigênio quando entra em contato com o sangue.
- Na decomposição de 1 kg de água oxigenada 10 volumes, são liberados 0,444 mol de gás O2.
a) Escreva o nome do grupo de substâncias orgânicas ao qual pertence a substância presente no sangue
que promove a rápida decomposição da água oxigenada, bem como sua função em relação à energia
de ativação dessa reação.
b) Calcule o teor percentual em massa de peróxido de hidrogênio na solução de água oxigenada adquirida
pelo paciente.
c) Escreva a fórmula estrutural de outro peróxido e um superóxido assim como suas reações em água.
7. Ligas metálicas são comuns no cotidiano e muito utilizadas nas indústrias automobilística, aeronáutica,
eletrônica e na construção civil, entre outras. Uma liga metálica binária contendo 60% em massa de
cobre foi submetida à análise para identificação de seus componentes. Uma amostra de 8,175 g da liga
foi colocada em contato com excesso de solução de ácido clorídrico, produzindo 0,05 mol de gás
hidrogênio. O que restou da liga foi separado e transferido para um recipiente contendo solução de
ácido nítrico concentrado. As reações ocorridas são representadas nas equações, em que um dos
componentes da liga é representado pela letra M.
M (s) + 2 HCℓ (aq)
Cu (s) + 4 HNO3 (aq)
MCℓ2 (aq) + H2 (g)
Cu(NO3)2 (aq) + 2 NO2 (g) + 2H2O (ℓ)
a) Determine a variação do número de oxidação das espécies que sofrem oxidação e redução na reação
com ácido nítrico.
b) Identifique o componente M da liga, apresentando os cálculos utilizados.
c) Nas reações acima quais seriam os produtos se o metal em questão fosse substituído por: K, Mg,
Ag, Au.
8.
Escreva os produtos da reação de Pb3O4 + HCl , ZnO + NaOH, Al2O3 + Ca(OH)2 , NO2 + KOH, P2O5
+ H2O, CO + H2O , NaOH + HCl , Pb(NO3)2 + HCl , KH + H2O , K2O + H2O.
2
GABARITO:
Resposta da questão 1:
a) A dissolução do cloreto de cálcio em água é um processo endotérmico, ou seja, absorve calor. Com o
resfriamento da solução, a solubilidade do CaC 2 diminui e ocorre cristalização. Para separar os cristais
de CaC 2 formados deve ser feita uma filtração simples.
b) A partir da equação química, teremos:
2 HC(aq)
CaCO3 (s)
CaC 2 (aq)
100 g
CO2 (g)
111 g
0,80 625 g
mCaC 2
H2O( )
mCaC 2
555 g
c) O Dióxido de Carbono. Por ser molecular e ter geometria linear e apolar suas interações são do tipo
dipolo induzido, sendo mais fraca todos os outros ( CaCO 3- Iônico , HCl - molecular polar com dipolo , CaCl2
-Iônico e H2O- molecular , angular e polar com ligações de hidrogênio)
Resposta da questão 2:
-1 -1
Dados: Cu = 63,5; N = 14,0; O = 16,0; R = 0,082 atm.L.mol .K
a) Teremos:
3Cu + 8HNO3
3 63,5 g
3 178,5 g
635 g
mCu(NO3 )2
3Cu(NO3 )2 + 2NO + 4H2O
mCu(NO3 )2
1785 g
b) Teremos:
3Cu + 8HNO3
3Cu(NO3 )2 + 2NO + 4H2O
3 63,5 g
2 mol
635 g
nNO
nNO
6,67 mol
P V n R T
8,2 V 6,67 0,082 300
V 20,01 L
c) Monóxido de Nitrogênio, Óxido de Nitrogênio II , Óxido Nítrico e Óxido Nítrico-Nitroso.
Óxido Neutro.
Resposta da questão 4:
a) No balanceamento a quantidade de átomos de cada elemento químico deverá ser a mesma dos dois
lados da equação química, logo teremos:
2NaHCO3
1Na2CO3 + 1CO2 + 1H2O
b) Como a calcinação produz um resíduo de 0,32 g, podemos calcular a quantidade de CO 2 e H2O liberada:
0,49 g – 0,32 g = 0,17 g.
2NaHCO3
CO2 H2 O
2(84 g)
m
m
(44 g 18 g)
0,17 g
0,46 g de bicarbonato de sódio
100% da amostra
p
0,49 g
0,46 g
p 94 %
c) iônico , iônico , molecular e molecular.
d) H2CO3 , H2SO3 , H2S2O3 Ácidos: carbônico , sulfuroso e tiossulfúrico
3
Resposta da questão 5:
a) O nome do fenômeno que ocorre com o titânio é alotropia.
O titânio metálico é considerado um bom condutor térmico, pois a ligação presente no retículo cristalino é
metálica. Nesse caso, existem elétrons livres.
O minério de urânio é um péssimo condutor de eletricidade, pois apresenta ligação iônica e, nesse caso,
os íons ficam presos no retículo.
b) Somando a primeira equação com a segunda multiplicada por dois, teremos:
7C 2
2FeTiO3
2TiC 4
4Mg
2FeTiO3
7C 2
2TiC 4
6C
6CO
4MgC 2
2Ti
6C
2FeC 3
2FeC 3
4Mg
6CO2 2Ti
4MgC 2
Então,
2FeTiO3
7C 2
6C
2FeC 3
4Mg
6CO2 2Ti
2 152 g
760 kg
mTi
4MgC 2
2 48 g 100 %
mTi
240 kg
c) passivação.
Resposta da questão 6:
a) Sabemos que para cada grama de sal há 25μg de iodo, então:
25 μg de iodo
1 g de sal
m μg de iodo
m
12 g de sal
300 μg de iodo (ingestão diária)
300 μg de iodo
100 %
(300 μg 70 μg) de iodo
p
76,67 %
p (percentual de redução)
77 %
b) O aumento do cretinismo e do bócio estaria preocupando os pesquisadores, pois o iodo necessário para
a prevenção destas doenças não estaria abaixo do recomendado.
Resposta da questão 7:
a) A substância presente no sangue que promove a rápida decomposição da água oxigenada é uma
enzima chamada catalase, uma proteína. A catalase diminui a energia de ativação da reação de
decomposição da água oxigenada.
b) Teremos:
H2O2 (aq)
H2O ()
34 g
m
m
30,192 g
1
O2 (g)
2
1
mol
2
0,444 mol
30 g
Informação do enunciado: 1 kg de água oxigenada 10 volumes.
1 kg 1000 g
1000 g
100 %
30 g
p
p
3 %
4
Resposta da questão 8:
a) Teremos:
Cobre (Cu): a variação do número de oxidação é igual a ( 2 - 0 ) 2.
Nitrogênio (N): a variação do número de oxidação é igual a ( 4 - 5 ) 1.
b) Como 60% da liga é de cobre, concluímos que 40% é do metal M. A partir da equação química fornecida
e denominando M’ (massa molar de M), vem:
1M s
2 HCl aq
M’
40
8,175 g
100
M’ 65, 4 g
MCl2
aq
1H2
g
1 mol
0, 05 mol
Localizando esta massa (65,4) na tabela periódica fornecida no formulário da prova, concluímos que o
componente M da liga é o zinco, logo a liga metálica binária citada no texto é o latão.
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