P1 - PROVA DE QUÍMICA GERAL 18/09/06

Transcrição

1 P1 - PROVA DE QUÍMICA GERAL 18/09/06 Nome: Nº de Matrícula: GABARITO Turma: Assiatura: Questão Valor Grau Revisão 1 a,5 a,5 3 a,5 4 a,5 Total 10,0 Dados R 0,081 atm L -1 K -1 T (K ) T ( C) + 73,15 1 atm 760,0 mmhg

2 1 a Questão O hidróxido de ouro (lll), Au(OH) 3, é usado para cobrir a superfície de metais com uma camada de ouro. A reação que represeta a obteção de Au(OH) 3 é: KAuCl 4 (aq) + 3Na CO 3 (aq) +3H O(l) Au(OH) 3 (aq) + 6NaCl(aq) + KCl(aq) + 3CO (g) Supodo que foram utilizados 50,00 g de KAuCl 4 e 6,50 g de Na CO 3, respoda as questões que se seguem, cosiderado que H O é um dos reagetes que está em excesso. a) Qual é o reagete limitate a reação? Mostre com cálculos. b) Qual é a quatidade (em ) cosumida a reação, do reagete que está em excesso? Cosidere que este item ão se refere ao reagete H O. c) Qual é a quatidade máxima (em massa) de Au(OH) 3 que pode ser obtida a reação? d) Calcule o redimeto da reação cosiderado que foram obtidos 8,0 g de Au(OH) 3.

3 Resolução: a) KAuCl 4 + Na CO 3 Au(OH) 3 50,00g 6,50 g MM 377,9 106,0 377,9 g 1 KAuCl 4 106,0 g 1 Na CO 3 50,00 g 0,13 6,50 g 0,590 A proporção estequiométrica é: KAuCl 4 3 Na CO 3 0,13 0,198 Na CO 3 ou 0,393 0,590 Precisamos de 0,198 de Na CO 3 para reagir com todo KAuCl 4 ou 0,393 de KAuCl 4 para reagir com todo Na CO 3 Só temos 0,13 de KAuCl 4 O reagete limitate é o KAuCl 4 que está presete em quatidade () meor que a estequiométrica para reagir com todo o Na CO 3 dispoível b) Será cosumido 0,198 de Na CO 3 coforme cálculos acima. c) 0,13 KAuCl 4 pode gerar x de Au(OH) 3 Se KAuCl 4 geram de Au(OH) 3 0,13 de Au(OH) 3 0,13 x 48 3,74 g MM 48 8,00 d) x100 85,5% 3,74

4 a Questão Uma substâcia de fórmula geral HX reage com excesso de Ba(OH) segudo a reação I abaixo: Reação I: HX(aq) + Ba(OH) (aq) BaX (s) + H O(l) Uma massa de 16,9 g do produto BaX é colocada em um frasco ode são adicioados 17,9 ml de solução aquosa de H SO 4 (reação II). Reação II: H SO 4 (aq) + BaX (s) BaSO 4 (aq) + HX(aq) A solução de H SO 4 utilizada a reação ll foi preparada pela mistura de 50,0 ml de ácido sulfúrico comercial (d 1,80 g ml -1, 70,0 % de H SO 4 e 30,0% de H O ambos em massa) com 00 ml de água, formado um volume fial de 50 ml. O excesso de H SO 4 a reação II reage com exatamete 31,0 ml de solução aquosa de NaOH 0,100 L -1, coforme a reação III: Reação III: H SO 4 (aq) + NaOH(aq) Na SO 4 (aq) + H O(l) a) Calcule a fração ar de H SO 4 o ácido sulfúrico comercial. b) Calcule a cocetração ar ( L -1 ) da solução de H SO 4 utilizada a reação II. c) Calcule a massa ar de HX.

5 Resolução: a) Cosiderado 1000 ml de solução de H SO 4 comercial, a massa obtida é: m soluto V solução x d 1000 ml. 1,8 g ml g desses 1800g, 70% é ácido sulfúrico (160g) e 30% é água (540g) logo: X 160g 98g. HsSO 4 H sso 4 160g 540g H 1 1 sso + 4 HsO + 98g. 18g. 0,99 b) Para 1000 ml de solução tem-se 160g de H SO 4, logo a aridade de H SO 4 a solução comercial é: M m MM.V 160g 98g. 1L 1,9 L 1 Diluido 50 ml dessa solução com água para formar 50 ml de volume fial de solução, temos que a aridade da solução resultate é: 1,9 L x 50 M 50 ml ml,58 L c) Para se obter a massa ar do HX, precisa-se saber a massa ar do BaX. Assim precisa-se saber a quatidade de BaX, em, que equivale os 16,9 g da substâcia. Como a reação etre BaX e H SO 4 é 1 para 1 tem-se que: HSO 4 (reagido) mas HSO 4 (reagido) HSO 4 (adicioado) HSO 4 (excesso) HSO 4 (reagido) BaX MM MM H SO BaX BaX MM MM MMx Logo, MM X HX (reagidos) Ba BaX 16,9g 0,0446 HSO 4 (adicioado) M.V 0,179L X 10,8 g 10, ,0446 HSO 4 (excesso) x,58 1 g 1 1 NaO4 (0,100 x 0,0031) 1,55x10 0,0046 0, , ,9g MM 378,9 37,3 41,6 L 0,046 3

6 3 a Questão A reação de peróxido de sódio (Na O ) com dióxido de carboo (CO ) para a formação de carboato de sódio (Na CO 3 ) e oxigêio (O ) ocorre coforme a equação abaixo: Na O (s) + CO (g) Na CO 3 (s) + O (g) Esta reação é usada em submarios e veículos espaciais para elimiar o CO expirado e para gerar o O ecessário para a respiração. Cosiderado: que a taxa de troca dos gases os pulmões é de 4,0 L mi -1 ; que a quatidade de CO o ar expirado é de 3,8% em volume; que tato o CO quato o O a reação acima são medidos a 5 o C e 0,967 atm. Respoda: a) Qual é o volume (em ml) de O produzido por miuto, cosiderado que a fote do CO é o ar expirado? b) Qual é a taxa de cosumo de Na O (em g h -1 ), assumido que a reação acima é istatâea e tem um redimeto de 100%? c) Calcule a massa de Na O ecessária para reagir com 50 L de CO. Obs. Cosidere que os gases se comportam idealmete.

7 Resolução: 5 C e 0,967 atm volume ar 5,3 L a) 4,0 mi -1 CO 0,15 L mi -1 ou 15 ml mi -1 6x10-3 mi -1 CO 1O 6,0 x 10-3 mi -1 O 3,0x10-3 mi ml mi -1 b) CO 6x10-3 mi x 10-3 h -1 N O 0,360 h -1 8,1 g h -1 c) 5 C e 0,967 atm volume ar 5,3 L 50,0L / 5,3 1,98 s N O m Na O 154 g

8 4 a Questão Em temperaturas próximas de 800 o C o vapor d água reage com o coque (uma forma de carboo obtida a partir do carvão) para formar os gases CO e H, coforme a equação abaixo: C(s) + H O(g) CO(g) + H (g) K p 14,1 a 800 o C A mistura de gases resultate é um importate combustível idustrial chamado gás d água. a) Quais as pressões parciais de H O, CO e H a mistura em equilíbrio, a 800 o C, quado a pressão iicial de H O for 8,81 atm? b) Qual é a pressão total o recipiete quado a mistura está em equilíbrio? c) O que ocorre com o valor de K p quado a quatidade de C(s) é aumetada? Explique. (Cosidere que ão houve alteração sigificativa do volume da mistura de gases). d) Calcule o valor de K c para a reação. Obs. Cosidere que os gases se comportam idealmete.

9 Resolução: a) C(s) + H O(g) CO(g) + H (g) Iicio (atm) 8, Reagem (atm) -x x x Equilíbrio (atm) 8,81-x x x K x. x 14,1 8,81 x x ,1 ± 6,4 x x 6,13 x P P p 1 co PCO.P P + 14,1x 4 0 H O 0,3 P H H O H 6,13 atm,68 atm b) P P + P + P 14,9 total CO H HO c) O valor de K p ão se altera. As cocetrações de quaisquer reagetes e produtos sólidos são omitidos a expressão da costate de equilíbrio. d) Kp Kc(RT) 1 Kp 14,1 KC 0,160 RT 88,1