EXTENSIVO 2013
Disciplina: Química
Professor: Thiago Altair/Lennon Bueno
Estudante:_____________________________________________
Lista exercícios 8 – Quantificação das reações químicas: Reações em meio aquoso
1.
Uma solução foi preparada dissolvendo-se 980g de ácido fosfórico,H3PO4, em água suficiente para 50 L no total. Com isto, calcule:
(Considere as seguintes massas atômicas: H:1u; P:31u; O:16u)
a) A concentração em g/L
b) A concentração em mol/L
Resolução:
Como tratado em aula, a concentração a qual se referem nesta questão é a relação (divisão) entre a quantidade de um soluto (o
que foi dissolvido em água, nesse caso o ácido fosfórico), pelo volume de água utilizado.
a)
Aqui, a quantidade de ácido fosfórico tem de ser expressa em gramas, o que já nos foi dado no enunciado. Então,
chamaremos a concentração do ácido fosfórico de [H3PO4]. Daí, resulta que:
b) Neste caso, a quantidade deve ser expressa em mol. Daí, basta lembrar a definição de mol, que foi colocada nas últimas
aulas. Se tivermos uma amostra contendo 1 mol de uma partícula (molécula ou átomo) de massa atômica (ou molecular) Y u
(unidade de massa atômica), essa amostra terá a massa de Y g. E isso segue uma proporção, portanto podemos fazer uma
regra de três. Neste caso, vamos calcular a massa molecular (MM) do H3PO4 pelas massas atômicas dos seus contituintes e
fazer o cálculo por regra de três, da concentração.
MM=3x1u+31u+4x16u=98u (Obs: Somamos as massas dos átomos de H, P e O, respectivamente)
98g-----------------------1mol
980g----------------------X
E será este X em mol que teremos dissolvido nos 50L de água. Como X=10mol
2.
(UEM) Qual é a massa, em gramas, de hidróxido de sódio [NaOH] necessária para se preparar 500 mL de uma solução aquosa
2,0mol/L?
Dados[massa atômica]: H=1; Na=23; O=16
Resolução
Se chamarmos a quantidade em mol que está dissolvida, e que ainda não conhecemos, de NAOH de N, podemos fazer a seguinte
regra de três para essa solução que o enunciado nos cita:
2,0mol---------------------------1L
N---------------------------------500mL=0,5L
Resolvendo essa regra de três, calculamos que N=1mol
Agora precisamos verificar quanto 1 mol equivale em gramas, para o NaOH. Daí basta saber sua massa molecular (MM)
MM=23u+16u+1u=40u Portanto, 1 mol equivale a 40g. Que é a massa necessária de NAOH para preparar 500 mL de uma solução
aquosa 2,0 mol/L.
3.
(Cesgranrio) A curva de solubilidade de um dado sal é apresentada a seguir. Considerando a solubilidade deste sal a 30°C, qual
seria a quantidade máxima (aproximada) de soluto cristalizada quando a temperatura da solução saturada (e em agitação) fosse
diminuída para 20°C?
a) 5g
b)10g
d) 20g
e)30g
c)15g
Resolução
Se observarmos a curva descrita no gráfico, encontramos
encontramos a quantidade sal máxima possível para cada 100g de água, ou seja,
quando a solução está saturada. Daí, no enunciado cita em duas circunstâncias, a 30 e a 20°C.
Com isso vemos que se temos uma amostra saturada a 30°C, ela tem
aproximadamente 60g do sal. Mas a 20°C, a solução só suporta dissolver
no máximo 30g.
Então, se uma amostra saturada a 30°C for resfriada até 20°C,
formará 30g de sal sólido que não se dissolve,
ssolve, pois 30g dos 60g que havia
na amostra saturada inicialmente supera a saturação nesta temperatura.
Portanto, Resposta correta: e) 30g
4.
(FUVEST) O processo de recristalização, usado na purificação de sólidos , consiste no seguinte:
O processo de recristalização, usado na purificação de sólidos, consiste no seguinte:
se o sólido em água quente, até a saturação.
1º) Dissolve-se
2º) Resfria-se
se a solução até que o sólido se cristalize.
Os gráficos a seguir mostram a variação, com a temperatura, da solubilidade
solubilidade de alguns compostos em água.
O método de purificação descrito acima é mais eficiente e menos eficiente, respectivamente, para:
a) NaCl e KNO3
b) KBr e NaCl
c) KNO3 e KBr
d) NaCl e KBr
e) KNO3 e NaCl
Resolução:
Esta questão é similar a anterior. Sugeriu-se
se um método de saturar uma solução de água aquecida com determinada substância
sólida e resfriar para precipitar o sólido. Só que aqui há um detalhe, que é a chave para resolver está questão, se pegarmos duas
temperaturas quaisquer, quanto mais acentuada
centuada ou inclinada
inclinada for a curva, significa que a solução saturada a quente dissolve quantidade
maior de soluto, e a frio, uma quantidade menor, portanto maior parte do que estava dissolvido a quente vai precipitar na for
forma do sal
puro. Portanto, quanto mais inclinada, mais eficiente será o método sugerido. E considerando os sais da figura no enunciado, esperamos
que o método seja mais eficiente para o KNO3 (nitrato de potássio) e menos eficiente para o NaCl (cloreto de sódio).
Resposta correta: e)
5.
(UFES) Considere o NaOH sólido e puro. Calcule:
a)
A massa de NaOH que deve ser pesada para se preparar 500 ml de solução 0,1 mol/L
Resolução:
É um caso quase idêntico ao da questão 2
Resposta esperada: 2g
b) A concentração molar da solução quando 25,0 mL da solução do item a são transferidos para um balão volumétrico de 200,0 mL
e o volume é completado com água.
Dado: NaOH=40g/mol
Resolução:
Neste caso, temos uma diluição da amostra, ou seja, pegaremos uma parte desta e adicionaremos água. Mas o que importa para
os cálculos requisitados na questão é que na diluição, a quantidade de NaOH que havia na amostra de 25mL vai se manter quando
diluirmos até 200mL. Fazendo a regra de três, para calcular essa quantidade:
0,1mol------------L
N-------------------25ml=0,025L=25x10-3 L Portanto N=2,5x10-3 mol
Agora calculamos a concentração desta quantidade em 200 mL=0,2 L
é a resposta esperada. Mas dados os valores decimais, qualquer valor
aproximado deste (tipo 0,01 ou 0,012) estaria adequada a resposta
6. No intuito de verificar a pureza de uma quantidade de calcário, foi feita uma experimentação envolvendo a
reação do carbonato de cálcio (CaCO3), o componente principal do calcário com ácido clorídrico (HCl),
como descreve a equação abaixo:
Como descreve a equação, percebe-se que a reação química ocorre enquanto desprende-se gás carbônico.
Então se separou uma amostra de 10g de calcário e realizaram uma titulação com uma solução 0,2 M de HCl.
Foi adicionando o ácido até verificar que não mais desprendia gás, que aconteceu até adicionar 1 L da solução.
A partir destes dados, calcule a quantidade de CaCO3 em gramas havia na amostra.
Resolução
Nesta titulação, primeiramente precisamos verificar qual a quantidade de HCl foi adicionada. Como a análise foi
feita com [HCl]=0,2mol/L (enfatizo o mol por litro), e se utilizou 1 L, então a quantidade utilizada foi de 0,2 mol. A
partir da equação balanceada, podemos fazer uma regra de três:
1mol--------------2mol
X------------------0,2mol X=0,1 mol Que é a quantidade de CaCO3 que havia na amostra.
Verificando a tabela periódica e verificando que a massa molecular do CaCO3 é 80g. Realizamos outra regra de
três e encontramos que 0,1 mol encontrados correspondem a 8g.
Resposta correta: 8g
7.
(UNESP) O vinagre comercial contém acido acetico. Na titulação de 5ml de vinagre comercial com densidade 1,01g/mL, gastou-se
8,4mL de uma solução 0,40M de hidroxido de sódio.
a) Desenhar esquematicamente a montagem do material de vidro essencial para fazer a titulação ácido-base. Dar o nome de cada
componente do sistema.
b) Escrever a equação que ocorreu e calcular a percentagem do ácido acético no vinagre.
8.
1,24g de ferro impuro foi dissolvido em 20 mL de HCl 3 M, produzindo cloreto ferroso e hidrogênio.
Após essa reação, o excesso de HCl foi neutralizado por 10 mL de NaOH 2 M. Qual é a massa de
ferro que havia na amostra de ferro impuro?
Obs: Reação da dissolução do ferro com o ácido a partir da equação não-balanceada:
Reação de neutralização do HCl:
Resolução:
Esta questão é um pouco mais avançada comparada das demais, mas é análoga a questão 6. Primeiramente calculamos via regra
de três (como na questão 2) que a quantidade de HCl que foi adicionado inicialmente no ferro impuro foi de 6x10-4 mol, que é o que havia
em 20 mL de HCl 3mol/L.
Daí, verificamos a neutralização do HCl que deveria haver para ser neutralizado pelo NaOH, segundo a equação balanceada:
Ou seja, é uma relação de 1 mol para 1 mol.
Calculando, por regra de três, verificamos que temos 2x10-4 mol de NaOH nos 10 mL utilizados da solução 2M da substância. E pela
equação, descobrimos que isso neutraliza o mesmo número em mols de HCl, ou seja, tinha em excesso 2x10-4. Se havia inicialmente
6x10-4 e após a reação, ficou em excesso apenas 2x10-4, a diferença destes número foi a quantidade de HCl que corroeu o ferro da
amostra. Esse valor então é igual a 6x10-4-2x10-4=4x10-4mol.
Agora partimos para a corrosão do ferro pelo ácido HCl, balanceando a equação e já fazendo uma regra de três.
2mol-----------6mol
x----------------4x10-4mol x=1,3x10-4mol (valores aproximados são aceitos)
E considerando que a massa atômica do ferro,, segundo a tabela periódica, é 56u, fazemos outra regra de três e descobrimos a massa de
ferro na amostra impura.
56g----------------1mol
m-------------------1,3x10-4mol
m=7,5x10-3 g