Resoluções das atividades

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1 Resoluções das atividades Capítulo 22 Cálculo estequiométrico II ATIVIDADES PARA SALA 01 E Inicialmente, deve ser calculada a massa de Fe 2 puro, necessária para produzir 558 kg de Fe (s) : 558 kg Fe C (s) + 3 CO (g) 160 g 2 56 g m 558 kg kg kg kg kg kg = = = 797, 14 kg de Fe2O3( s) puro Na amostra impura de kg de Fe 2, tem-se 797,14 kg de Fe 2 puro. Como a amostra total corresponde a 100%, pode-se calcular sua porcentagem em pureza de Fe 2 : kg 100% 797,14 kg p 797, % 797, 14 p= = p= 79, 7% ou p 800, % Outra maneira de resolver é por meio de uma única regra de três, como a apresentada a seguir: % p =? kg Fe C (s) + 3 CO (g) 160 g 2 56 g kg p 558 kg p= = p= 0, 797 ou p 08, ou 80% C Inicialmente, deve ser calculada a massa de Fe 2 puro em uma tonelada (1000 kg) de minério de ferro com 80% de pureza: mfeo ( ) = kg = kg 1

2 Esse problema envolve duas reações consecutivas, cujas equações, já balanceadas, são as seguintes: 2 C (s) + O 2(g) 2 CO (g) 3 CO (g) + Fe CO 2(g) A única substância presente nas duas equações é o CO (g). Como todo CO (g) produzido na primeira reação é totalmente consumido na segunda reação, as quantidades dessas substâncias nas duas reações são iguais. Para obedecer a essa igualdade, é preciso tornar iguais os coeficientes do CO (g) em ambas as equações, uma vez que na primeira o coeficiente do CO (g) é 2 e na segunda é 3. Para torná-los iguais, pode-se multiplicar a primeira por 3 e a segunda por 2. Feito isso, somam-se as duas equações para obter-se a equação total: 6 C (s) + 2 Fe 2 2 Fe C (s) Dessa forma, calcula-se na equação total a massa de carvão (C) necessária para reproduzir 800 kg de Fe 2 puro: 800 kg 2 Fe C (s) g 6 12 g 800 kg m kg kg 5760 kg = 180 kgdec Outra maneira de resolver é por meio de uma única regra de três, como apresentado a seguir: 6 C (s) + 2 Fe 2 % p = 80 ou 0,8 1 t ou 1000 kg 2 Fe C (s) g 6 12 g 1000 kg 0,8 m , 612 kg 50 08, 612 kg 2880 kg = 180 kgd ec B Utilizando uma única regra de três: 1,5 kg 65 kg r =? Zn (s) + 2 HCl (aq) ZnCl 2(aq) (g) 65 g 2 g r 65 kg 1,5 kg 65 15, 15, r = = r = 075, ou 75%

3 04 Esse problema envolve duas reações consecutivas, cujas equações, já balanceadas, são as seguintes: O2 ( g) H 2 (aq) Somando as duas equações, obtém-se a equação total: O 2(g) H 2 (aq) O 2(g) H 2 (aq) Calcula-se, na equação total, a massa de H 2 produzida a partir de 6,4 t de : 6,4 t O 2(g) H 2 (aq) g 98 g 6,4 t m, 98 t 98 t 9,8 t de H 2 para uma eficiência de 100%. Sendo a eficiência (rendimento) de 70%, tem-se o seguinte: 9,8 t 100% m 70% 98, 79 t 68, 6 t m= 686, t de HSO 2 4 por dia Logo, em 10 dias, a produção de H 2 é de 68,6 t. Outra maneira de resolver é por meio de uma única regra de três, como apresentado a seguir. Somando as duas equações, será obtido o total O 2(g) H 2 (aq) r% = 70 = r = 0,7 6,4 t O 2(g) H 2 (aq) g 98 g 0,7 6,4 t m, 98 07, t 98, 07, t = = 98, 07, t m= 686, tdehso 2 4 por dia. Logo, em 10 dias, a produção de H 2 é de 68,6 t. 3

4 05 a) A equação balanceada da reação de obtenção da amônia (NH 3 ) por meio do gás nitrogênio (N 2 ) e do gás hidrogênio (H 2 ) é 2 NH 3(g) b) Resolvendo com uma única regra de três: % p = 80 p = 0,8 280 kg V =? CNTP 2 NH 3(aq) 28 g 2 22,4 L g 0,8 V V = 4 L L = , 2224, 8222, 4 10 V = L Portanto, o volume de NH 3(g) obtido é L. ATIVIDADES PROPOSTAS 01 D Utilizando os dados e a equação fornecidos, resolve-se com uma única regra de três: 3 kg r% = 90 r = 0,9 C (s) + O (g) CO 2(g) 12 g 44 g 0,9 3 kg m 3 kg kg 44 0, 9 3 = 1109, , kg 99, kg de CO 2(g) 02 B Após balancear a equação, resolve-se com uma única regra de três. %p = 80 P = 0,8 200 kg ou g Fe CO (g) + 3 CO 2(g) 160 g 2 56 g g 0,8 m 3 g g = , = g m= gou 112, 10 5 g de Fe

5 03 C Utilizando os dados e a equação fornecidos, resolve-se com uma única regra de três: %p = 50 p = 0,5 2,04 t 2 Al 2 4 Al (g) g 4 27 g 204, 0, t 102, 54 t 54 t 2,04 0,5 t m = m= 054, t ou 540 kg deal ( s) E I. Equacionar a reação de obtenção da amônia e identificar o reagente limitante: V = 3,36 L V = 3,36 L 2 NH 3(g) (Gases nas mesmas condições de temperatura e pressão) 1 L 3 L 3,36 3 = 10,08 (Maior valor é o reagente em excesso) 3,36 L 3,36 L 1 3,36 L = 3,36 L (Menor valor H 2(g) é o reagente limitante) II. Como o reagente limitante é o H 2(g), ele será o ponto de partida para calcular o volume de gás amônia (NH 3 ) obtido: r% = 50 r = 0,5 V = 3,36 L V =? 2 NH 3(g) 3 L 2 L 0,5 3,36 L V ,, L 336, L V = = v = 112, L de NH3( g ) A Utilizando a equação e os dados fornecidos, tem-se o seguinte: %p = 80 p = 0,8 12,25 g r% = 90 r = 0,9 H 3 PO 4(aq) + 3 NaOH (aq) Na 3 PO 4(aq) + 3 H 2 98g 12,25g 0,8 1 g 0,9 m , g 2 = g , g m=14, 76 g 5

6 06 D Utilizando os dados e a equação fornecidos, resolve-se com uma única regra de três. r =? 85 g 42 g 4 NH 3(g) H g 2 28 g r 85 g 42 g r = = = = 06, r% = D Com a equação balanceada e os dados fornecidos, calcula-se a massa de Na 2 CO 3 produzida: %p = 90 p = 0,9 200 g r% = 80 r = 0,8 CO 2(g) + 2 NaOH (aq) Na 2 CO 3(aq) O ( ) 2 40 g 106 g 0,8 200 g 0,9 m , , g 2 g = 0, m= 18, 106g 2 40 g , 8 gdenaco 08 C 9 H 8 O 4 (M = 180 g/mol) g de C 9 H 8 O 4 100% 108 g de C x x = = x = 60% Portanto, o produto não estava puro, pois, se estivesse, a porcentagem de carbono no ácido acetilsalicílico seria 50%. 09 a) Equação balanceada da reação do sulfeto de mercúrio (II) com óxido de cálcio (cal viva): 4 HgS (s) + 4 CaO (s) 4 Hg (l) + Ca(s) + 3 CaS (s) b) Utilizando os dados e a equação fornecida, resolve-se com uma regra de três: %r = 80 r = 0,8 465 kg 4 HgS (s) + 4 CaO (s) 4 Hg (l) + 1 Ca(s) + 4 CaS (s) 4 232,5 g 4 200,5 g 0,8 465 kg m , 508, kg kg kgdehg 232, 5 232, 5 Logo, a massa de mercúrio obtida é 320,8 kg., ( l) 6

7 10 a) I. Com a equação da reação e os dados fornecidos, identifica-se o reagente limitante: n 13,8 g 11,2L = = 2 mol n= n= 05, mol 6,9 g/mol 22,4 L/mol 2 Li (s) (g) 2 LiH (s) 2 mol 1 mol 2 mol 0,5 mol 2 1 = 2 (Maior valor Li (s) é o reagente em excesso) 2 0,5 = 1 (Menor valor H 2(g) é o reagente limitante) II. Como o reagente limitante é o H 2(g), ele será o ponto de partida para calcular a massa de hidreto de lítio (LiH) produzida: V = 11,2 L 2 Li (s) (g) 2 LiH (s) 22,4 L 2 7,9 g 11,2 L m 11, , g 2 7, 9 g m= = 79, gde LiH ( s ). 22, 4 2 Logo, são produzidos 7,9 g de LiH (s). b) Cálculo do rendimento (r): 6,32 V = 11,2 L r =? 2 Li (s) (g) 2 LiH (s) 22,4 L 2 7,9 g r 11,2 L 6,32 g 22, 4 6, , , r = = = r% = 08, ou r = 80% 11, , 2 7, 9 79, Logo, o rendimento da reação é 80%. 7