Qui. Allan Rodrigues Xandão (Renan Micha) (Gabriel Pereira)

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1 Semana 13 Allan Rodrigues Xandão (Renan Micha) (Gabriel Pereira) Este conteúdo pertence ao Descomplica. Está vedada a cópia ou a reprodução não autorizada previamente e por escrito. Todos os direitos reservados.

2 CRONOGRAMA 02/05 Relações numéricas Leis ponderais 08:00 18:00 11:00 21:00 09/05 Estequiometria simples Exercícios de estequiometria simples 08:00 18:00 11:00 21:00 16/05 Casos particulares de estequiometria: grau de pureza, rendimento e gases fora da CNPT 08:00 18:00 Exercícios sobre casos particulares de estequiometria 11:00 21:00 23/05 Casos particulares de estequiometria: reações consecutivas e limitante e excesso Definições de mistura: suspensão, colóide e soluções 08:00 18:00 09:00 19:00 30/05 Solubiidade Unidades de concentração 08:00 18:00 09:00 19:00

3 Estequiometria simples 09 mai Exercícios 01. Resumo 02. Exercício de Aula 03. Exercício de Casa 04. Questão Contexto

4 EXERCÍCIOS PARA AULA 1. Disponível em: iqm.unicamp.br. Acesso em: 24 fev (adaptado). No Japão, um movimento nacional para a promoção da luta contra o aquecimento global leva o slogan: 1 pessoa, 1 dia, 1 kg de CO2 a menos! A ideia é cada pessoa reduzir em 1 kg a quantidade de CO2 emitida todo dia, por meio de pequenos gestos ecológicos, como diminuir a queima de gás de cozinha. Um hambúrguer ecológico? É pra já! Considerando um processo de combustão completa de um gás de cozinha composto exclusivamente por butano (C4H10), a mínima quantidade desse gás que um japonês deve deixar de queimar para atender à meta diária, apenas com esse gesto, é de Dados: CO2 (44 g/mol); C4H10 (58 g/mol) 2. Disponível em: boaspraticasfarmaceuticas. blogspot.com. Acesso em: 27 fev a) 0,25 kg. b) 0,33 kg. c) 1,0 kg. d) 1,3 kg. e) 3,0 kg. Aspartame é um edulcorante artificial (adoçante dietético) que apresenta potencial adoçante 200 vezes maior que o açúcar comum, permitindo seu uso em pequenas quantidades. Muito usado pela indústria alimentícia, principalmente nos refrigerantes diet, tem valor energético que corresponde a 4 calorias/grama. É contraindicado a portadores de fenilcetonúria, uma doença genética rara que provoca o acúmulo da fenilalanina no organismo, causando retardo mental. O IDA (índice diário aceitável) desse adoçante é 40 mg/kg de massa corpórea. 101 Com base nas informações do texto, a quantidade máxima recomendada de aspartame, em mol, que uma pessoa de 70 kg de massa corporal pode ingerir por dia é mais próxima de Dado: massa molar do aspartame = 294g/mol a) 1,3 x b) 9,5 x c) 4 x d) 2,6. e) 823.

5 3. O peróxido de hidrogênio é comumente utilizado como antisséptico e alvejante. Também pode ser empregado em trabalhos de restauração de quadros enegrecidos e no clareamento de dentes. Na presença de soluções ácidas de oxidantes, como o permanganato de potássio, este óxido decompõe-se, conforme a equação a seguir: ROCHA-FILHO, R. C. R.; SILVA, R. R. Introdução aos Cálculos da Química. São Paulo: McGraw-Hill, De acordo com a estequiometria da reação descrita, a quantidade de permanganato de potássio necessária para reagir completamente com 20,0 ml de uma solução 0,1 mol/l de peróxido de hidrogênio é igual a 4. a) 2, mol b) 2, mol c) 8, mol d) 8, mol e) 5, mol As mobilizações para promover um planeta melhor para as futuras gerações são cada vez mais frequentes. A maior parte dos meios de transporte de massa é atualmente movida pela queima de um combustível fóssil. A título de exemplificação do ônus causado por essa prática, basta saber que um carro produz, em média, cerca de 200g de dióxido de carbono por km percorrido. Revista Aquecimento Global. Ano 2, nº 8. Publicação do Instituto Brasileiro de Cultura Ltda. 102 Um dos principais constituintes da gasolina é o octano (C8H18). Por meio da combustão do octano é possível a liberação de energia, permitindo que o carro entre em movimento. A equação que representa a reação química desse processo demonstra que a) no processo há liberaçao de oxigênio, sob a forma de O2. b) o coeficiente estequiométrico para a água é de 8 para 1 do octano. c) no processo há consumo de água, para que haja liberação de energia. d) o coeficiente estequiométrico para o oxigênio é de 12,5 para 1 do octano. e) o coeficiente estequiométrico para o gás carbônico é de 9 para 1 do octano. 5. O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é obtido por meio da destilação fracionada de soluções aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa. Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é aumentado, até o limite de 96 % em massa.

6 Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800 kg de uma mistura etanol/água com concentração 20 % em massa de etanol foram destilados, sendo obtidos 100 kg de álcool hidratado 96 % em massa de etanol. A partir desses dados, é correto concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma concentração de etanol em massa a) de 0 %. b) de 8,0 %. c) entre 8,4 % e 8,6 %. d) entre 9,0 % e 9,2 %. e) entre 13 % e 14 %. 6. Clorato de potássio é usado nos sistemas de fornecimento de oxigênio em aeronaves, o que pode tornar-se perigoso, caso não seja bem planejado o seu uso. Investigações sugeriram que um incêndio na estação espacial MIR ocorreu por causa de condições inadequadas de armazenamento dessa substância. A reação para liberação de oxigênio é dada pela seguinte equação química: Qual o volume aproximado, em litros, de oxigênio produzido na MIR, a partir da utilização de 980g do clorato de potássio nas CNTP? Dados: Massas molares O = 16g/mol; Cl = 35,5g/mol; K = 39g/mol Volume molar CNTP = 22,4L/mol a) 600L b) 532L c) 380L d) 268L e) 134L O alumínio tem um largo emprego no mundo moderno, como, por exemplo, em latas de refrigerante, utensílios de cozinha, embalagens, na construção civil, etc. Esse metal de grande importância possui caráter anfótero, que, colocado em ácido clorídrico ou em uma solução aquosa de hidróxido de sódio concentrado, é capaz de reagir, liberando grande quantidade de calor. Uma latinha de refrigerante vazia pesa, em média, 13,5g. Uma experiência com cinco latinhas foi realizada em um laboratório para testar sua durabilidade como indicado na reação abaixo. O volume, em litros, de gás hidrogênio sob temperatura de 0º C e pressão de 1 atm é de a) 11,2 b) 16,8 c) 84 d) 28 e) 56

7 EXERCÍCIOS PARA CASA 1. Para se obter 1,5 kg do dióxido de urânio puro, matéria-prima para a produção de combustível nuclear, é necessário extrair-se e tratar-se 1,0 tonelada de minério. Assim, o rendimento (dado em % em massa) do tratamento do minério até chegar ao dióxido de urânio puro é de a) 0,10 %. b) 0,15 %. c) 0,20 %. d) 1,5 %. e) 2,0 %. 2. O ferro pode ser obtido a partir da hematita, minério rico em óxido de ferro, pela reação com carvão e oxigênio. A tabela a seguir apresenta dados da análise de minério de ferro (hematita) obtido de várias regiões da Serra de Carajás. 104 No processo de produção do ferro, a sílica é removida do minério por reação com calcário (CaCO3). Sabe-se, teoricamente (cálculo estequiométrico), que são necessários 100g de calcário para reagir com 60g de sílica. Dessa forma, pode-se prever que, para a remoção de toda a sílica presente em 200 toneladas do minério na região 1, a massa de calcário necessária é, aproximadamente, em toneladas, igual a: a) 1,9. b) 3,2. c) 5,1. d) 6,4. e) 8,0. 3. Disponível em: odontologia.com.br. Acesso em: 27 jul (adaptado). O flúor é usado de forma ampla na prevenção de cáries. Por reagir com a hidroxiapatita presente nos esmaltes dos dentes, o flúor forma a fluorapatita [Ca 10 (PO 4 ) 6 F 2 ] um mineral mais resistente ao ataque ácido decorrente da ação de bactérias específicas presentes nos açúcares das placas que aderem aos dentes.

8 A reação de dissolução da hidroxiapatita é: Dados: Massas molares em g/mol: [Ca 10 (PO 4 ) 6 (OH) 2 ] = 1.004; HPO 4 2- = 96; Ca = 40 Supondo-se que o esmalte dentário seja constituído exclusivamente por hidroxiapatita, o ataque ácido que dissolve completamente 1 mg desse material ocasiona a formação de, aproximadamente, a) 0,14mg de íons totais. b) 0,40mg de íons totais. c) 0,58mg de íons totais. d) 0,97mg de íons totais. e) 1,01mg de íons totais. 4. O cobre, muito utilizado em fios da rede elétrica e com considerável valor de mercado, pode ser encontrado na natureza na forma de calcocita, Cu2S, de massa molar 159g/mol Por meio da reação é possível obtê-lo na forma metálica. A quantidade de matéria de cobre metálico produzida a partir de uma tonelada de calcocita com 7,95%(m/m) de pureza é 105 a) 1,0 x 103 mol b) 5,0 x 102 mol c) 1,0 x 100 mol d) 5,0 x 10-1 mol e) 4,0 x 10-3 mol 5. O polímero PET (tereftalato de polietileno), material presente em diversas embalagens descartáveis, pode levar centenas de anos para ser degradado e seu processo de reciclagem requer um grande aporte energético. Nesse contexto, uma técnica que visa baratear o processo foi implementada recentemente. Trata-se do aquecimento de uma mistura de plásticos em um reator, a 700 C e 34 atm, que promove a quebra das ligações químicas entre átomos de hidrogênio e carbono na cadeia do polímero, produzindo gás hidrogênio e compostos de carbono que podem ser transformados em microesferas para serem usadas em tintas, lubrificantes, pneus, dentre outros produtos.

9 Considerando o processo de reciclagem do PET, para tratar g desse polímero, com rendimento de 100%, o volume de gás hidrogênio liberado, nas condições apresentadas, encontra-se no intervalo entre Dados: Constante dos gases R = 0,082 L atm/mol K; Massa molar do monômero do PET = 192 g/mol; Equação de estado dos gases ideais: PV = nrt a) 0 e 20 litros. b) 20 e 40 litros. c) 40 e 60 litros. d) 60 e 80 litros. e) 80 e 100 litros. 6. Disponível em: revistapesquisafapesp.com. br. Acesso em: 24 fev (adaptado) Pesquisadores conseguiram produzir grafita magnética por um processo inédito em forno com atmosfera controlada e em temperaturas elevadas. No forno são colocados grafita comercial em pó e óxido metálico, tal como CuO. Nessas condições, o óxido é reduzido e ocorre a oxidação da grafita, com a introdução de pequenos defeitos, dando origem à propriedade magnética do material. VASCONCELOS, Y. Um imã diferente. Considerando o processo descrito com um rendimento de 100%, 8 g de CuO produzirão uma massa de CO2 igual a: Dados: Massa molar em g/mol: C = 12; O = 16; Cu = a) 2,2g. b) 2,8g. c) 3,7g. d) 4,4g. e) 5,5g. 7. Dê-me um navio cheio de ferro e eu lhe darei uma era glacial, disse o cientista John Martin ( ), dos Estados Unidos, a respeito de uma proposta de intervenção ambiental para resolver a elevação da temperatura global; o americano foi recebido com muito ceticismo. O pesquisador notou que mares com grande concentração de ferro apresentavam mais fitoplâncton e que essas algas eram capazes de absorver elevadas concentrações de dióxido de carbono da atmosfera. Esta incorporação de gás carbônico e de água (H2O) pelas algas ocorre por meio do processo de fotossíntese, que resulta na produção de matéria orgânica empregada na constituição da biomassa e na liberação de gás oxigênio (O2). Para essa proposta funcionar, o carbono absorvido deveria ser mantido no fundo do mar, mas como a maioria do fitoplâncton faz parte da cadeia alimentar de organismos marinhos, ao ser decomposto devolve CO2 à atmosfera. Os sete planos para salvar o mundo. Galileu, n. 214, maio (com adaptações).

10 Considerando que a ideia do cientista John Martin é viável e eficiente e que todo o gás carbônico absorvido (CO2, de massa molar igual a 44 g/mol) transforma-se em biomassa fitoplanctônica (cuja densidade populacional de 100 g/m2 é representada por C6H12O6, de massa molar igual a 180 g/mol), um aumento de 10 km2 na área de distribuição das algas resultaria na a) emissão de 4,09 x 106 kg de gás carbônico para a atmosfera, bem como no consumo de toneladas de gás oxigênio da atmosfera. b) retirada de 1,47 x 106 kg de gás carbônico da atmosfera, além da emissão direta de toneladas de gás oxigênio para a atmosfera. c) retirada de 1,00 x 106 kg de gás carbônico da atmosfera, bem como na emissão direta de toneladas de gás oxigênio das algas para a atmosfera. d) retirada de 6,82 x 105 kg de gás carbônico da atmosfera, além do consumo de toneladas de gás oxigênio da atmosfera para a biomassa fitoplanctônica. e) emissão de 2,44 x 105 kg de gás carbônico para a atmosfera, bem como na emissão direta de milhares de toneladas de gás oxigênio para a atmosfera a partir das algas. 8. Mol é a quantidade de matéria que contém tantas entidades elementares quantos são os átomos do isótopo 12 C contidos em kg de 12 C. Uma massa de 44g de CO2 corresponde a 1,0 mol de CO2 e ocupa, nas CN- TPs, um volume fixo de 22,4L. Desse modo, assinale a alternativa que apresenta, aproximadamente, o volume ocupado por 188g de gás carbônico (CO2). a) 90L b) 80L c) 44L d) 96L e) 22L 107 QUESTÃO CONTEXTO O HCl (gás) é corrosivo, de odor muito irritante e coloração levemente amarelada. O ácido clorídrico foi descoberto por Geber (século IX d. C.), farmacêutico, filósofo e alquimista, pela mistura de sal (cloreto de sódio) com ácido sulfúrico. Devido à origem, o gás era conhecido como "espírito do sal". 2NaCl + H2SO4 Na2SO4 +2HCl O ácido clorídrico (HCl) é produzido em escala industrial fazendo-se eletrólise da solução de NaCl, produzindo o gás cloro, o gás hidrogênio e o hidróxido de sódio. A partir da combustão do hidrogênio em ambiente clorado ocorre a formação do ácido clorídrico. A reação é altamente exotérmica. O ácido clorídrico absorve água desmineralizada e forma assim o ácido clorídrico em solução. Atualmente, boa parte do HCl produzido industrialmente tem origem paralela à produção de

11 compostos orgânicos clorados e fluoretados nas indústrias, como o ácido cloroacético, o cloreto de polivinila (PVC) e o teflon. A produção mundial anual de ácido clorídrico é estimada em cerca de 20 milhões de toneladas. O ácido clorídrico técnico apresenta teor de HCl em torno de 30-37%, devidos às perda por evaporação. Pode ser encontrado comercialmente com teor de HCl acima de 40% (sendo conhecido como fumegante), porém essa taxa de evaporação é muito alta o que resulta numa armazenagem e manuseio especiais, com necessidade de baixas temperaturas. É altamente ácido e corrosivo, e libera vapores tóxicos que exigem cuidadoso no seu manuseio. As soluções de ácido clorídrico para uso doméstico (também chamado de ácido muriático) apresentam teor de HCl máximo de 10-12% e recomenda-se diluí-lo antes do uso. O ácido clorídrico é muito usado na indústria química e siderúrgica, além da construção civil, como agente de limpeza e para atacar o concreto. Na indústria de alimentos, é utilizado na fabricação de conservas de alimentos, na produção de xaropes de milho e de refrigerantes. popup_visualizarmolecula. O ácido clorídrico ocorre naturalmente no estômago, compondo com a água o ácido gástrico, ao lado de enzimas e sais inorgânicos, e atua auxiliando a digestão do bolo alimentar. Quando as pessoas sofrem de azia, antiácidos são prescritos (como o bicarbonato de sódio) para reduzir a acidez excessiva. Com base na reação de produção do ácido clorídrico a partir de cloreto de sódio e ácido sulfúrico, indique com o auxílio de cálculos a quantidade de ácido clorídrico produzido em gramas por 1, moléculas de ácido sulfúrico com excesso de cloreto de sódio. 108 Dados: MM(g/mol) H = 1, O = 16, S = 32 e Cl = 35,5.

12 GABARITO 01. Exercícios para aula 1. b 2. b 3. d 4. d 5. d 6. d 7. c 03. Questão contexto 146g de HCl. 02. Exercícios para casa 1. b 2. b 3. d 4. a 5. c 6. a 7. b 8. d 109

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