Cálculo Estequiométrico - Exercicios - Quimica, Exercícios de Química. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
Maraca
Maraca1 de Março de 2013

Cálculo Estequiométrico - Exercicios - Quimica, Exercícios de Química. Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

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Apostilas e exercicios sobre o cálculo estequiométrico, definição.
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O cálculo estequiométrico trata das relações de massa e de volume que são observadas em reações químicas. Estudaremos agora dois casos envolvendo o cálculo estequiométrico, grau de pureza de reagentes e rendimento das reações.

No primeiro caso observa-se que um ou mais reagentes não está 100% puro, ou seja, a massa ou volume da espécie em questão é menor do que a massa dada no problema.

No segundo caso não se forma o total de produtos esperados, sendo a quantidade encontrada menor do que a teórica. A partir de exemplos práticos iremos trabalhar as noções citadas acima e veremos que os cálculos nestes casos são bastante simples e lógicos.

Exercícios

1) Níquel metálico puro pode ser obtido pela decomposição térmica do tetracarbonilníquel, Ni(CO)4. No processo é liberado o mesmo gás tóxico que usualmente provém dos automóveis.

a) Escreva a equação química balanceada da decomposição do Ni(CO)4.

b) Calcule a massa de níquel metálico puro, expressa em gramas, que pode ser obtida por esta decomposição estequiométrica de 3,141 kg de Ni(CO)4, que apresenta um rendimento de 96%. Resp: 1036,9g

2) Uma das maneiras de se produzir cal viva (CaO) é através da pirólise do calcário (CaCO3). Uma amostra de 20 gramas de calcário produziu 10 gramas de cal viva. Qual o rendimento da reação? Resp: 90%

3) A grafita pura é constituída essencialmente de carbono. Sua queima pode ser representada pela equação:

C(s) + O2(g) → CO2(g)

a) qual o rendimento da reação sabendo que 66 gramas de grafita pura produz 230 gramas de CO2? Resp: 95%

b) se o rendimento da reação fosse 80% quantos gramas de carbono seriam necessários para se obter 30 gramas de CO2 resp:6,54g

4) 0,4 mol de ácido clorídrico puro reage com zinco em excesso. O volume de gás hidrogênio obtido é 3,360 L nas CNTP. Qual o rendimento desta reação? (75 %)

5) A reação entre cálcio e oxigênio produz óxido de cálcio. Que massa de CaO será obtida a partir de 8 g de oxigênio, numa reação que apresenta um rendimento de 70 %? (19,6 g)

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6) A neutralização do hidróxido de ferro II com ácido clorídrico ocorre com rendimento de 90 %. Que massa de cloreto de ferro II será produzida partindo-se de 18 g hidróxido de ferro II e excesso de HCl? (22,9 g)

7) 65 kg de zinco em pó foram atacados por ácido clorídrico, produzindo um sal e liberando gás hidrogênio Determine o rendimento desta reação, sabendo que a massa de hidrogênio obtida foi de 1,5 kg. Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2

Resp: 75%

8) “A contaminação da água com arsênio é uma preocupação do governo de Bangladesh (...) que já pediu ajuda internacional”. O arsênio não reage rapidamente com a água. O risco da permanência do arsênio em água é o seu depósito nos sedimentos. É a seguinte reação do arsênio com NaOH:

2As + 6NaOH → 2Na3AsO3 + 3H2

75 gramas de arsênio reagiram com NaOH suficiente, produzindo 25,2 litros de H2, nas CNTP. Qual o rendimento obtido nesta reação e a massa de Na3AsO3 produzida? Resp: 75%; 72g

9) A combustão do gás amoníaco é representada pela seguinte equação, não balanceada:

NH3 + O2 → N2 + H2O. Calcule a massa de água, obtida a partir de 56L de NH3, nas CNTP, sabendo que o rendimento da reação é de 95%. Resp: 64,12g

10) Determine a massa de Al2O3 impuro (pureza = 60%) necessária para produzir 216g do metal alumínio, num processo com rendimento de 90%.

2Al2O3 → 4Al(s) + 3O2(g)

Resp: 755.5g

11) A combustão de 36g de grafite (C) provocou a formação de 118,8g de gás carbônico. Qual foi o rendimento da reação? (C = 12u; O = 16u). resp: 90%

12) A sílica (SiO2) é o principal componente da areia. Que massa de sílicio está contida em 40 kg de sílica com 90 % de pureza? Resp: 16,8Kg

13) A partir de 200 g de carvão obteve-se por combustão completa 224 litros de CO2 nas CNTP. Calcule o teor de carbono na amostra de carvão. Resp: 60%

14) Uma amostra de um minério de carbonato de cálcio (CaCO3), pesando 2,0 g, ao ser tratada com ácido clorídrico (HCl) em excesso, produziu 1,5 . 10–2 mol de dióxido de carbono (CO2). Determine a pureza da amostra de carbonato. Resp: 75%

15) No processo: Cgrafite + 2Srômbico → CS2(l) ∆H = +19 Kcal/mol. Determine o valor de ∆ H após a reação de 160 g de enxofre rômbico com 80 % de pureza. Resp: 38Kcal

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16) Uma amostra de óxido de cromio III contaminada com impureza inerte é reduzida com hidrogênio conforme a equação:

Cr2O3 + 3H2 → 2Cr + 3H2O

Qual será o volume de H2, medido na CNTP, necessário para purificar 5 g de Cr2O3 com 15% de impurezas?

17) O acetileno (C2H2), gás utilizado em maçaricos, pode ser obtido a partir do carbeto de cálcio (carbureto – CaC2) conforme a reação abaixo, Utilizando-se 1 kg de carbureto com 36 % de impurezas, qual será o volume, em litros, de acetileno obtido nas CNTP. (CaC2 + 2H2O → Ca(OH)2 + C2H2) resp: 640L

18) Foi divulgada nos jornais de São Paulo um acidente envolvendo o tombamento de um caminhão tanque que transportava 20 toneladas (2.107 gramas) de ácido sulfúrico (H2SO4). Uma equipe de atendimento de acidentes usou cal extinta (Ca(OH)2) com pureza de 75%, para neutralizar o ácido. Admitindo-se que o H2SO4 tem uma pureza de 98%, calcule a massa mínima de cal extinta necessária para a neutralização total do ácido derramado. Resp: 19,73 toneladas

19) Calcule a massa de CaCO3 com 80% de pureza, necessária para produzir 11,2 litros de CO2, nas CNTP, segundo o processo: CaCO3 → CaO + CO2 ( volume molar(CNTP)=22,4L) resp: 62,5g

20) O medicamento “Leite de Magnésia” é uma suspensão de hidróxido de magnésio. Esse medicamento é utilizado para combater acidez estomacal provocada pelo ácido clorídrico, encontrado no estômago. Sabe-se que, quando utilizamos 12,2 gramas desse medicamento, neutraliza-se certa quantidade de ácido clorídrico, produzindo 16 gramas de cloreto de magnésio. Qual o grau de pureza desse medicamento, em termos de hidróxido de magnésio? Resp: 80%

21) A obtenção industrial do cobre metálico, através da ustulação da calcosita, ocorre segundo a reação representada pela equação: Cu2S + O2 → 2Cu + SO2. Reagindo-se 22,7 g de calcosita com 30% de impureza numa ustulação com 50% de rendimento, qual será a massa de cobre obtida? Resp: 6,35g

22)

23) Para obtermos 17,6g de gás carbônico (CO2) pela queima total de um carvão com 60% de pureza, necessitaremos de uma amostra de carvão com massa igual a:

Dados: C = 12 g/mol; O = 16 g/mol.

a) 2,4g.

b) 4,8g.

c) 8,0g.

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d) 43g.

e) 56g.

24) Uma amostra de massa 8,48g de carbonato de sódio reagiu completamente com quantidade estequiométrica de ácido clorídrico diluído, originando entre outros produtos 2,64g de um gás. Em relação a essa reação, é verdadeiro afirmar que:

Dados: ma (Na) = 23u, ma(C) = 12u, ma(O) = 16u, ma (H) = 1u, ma(Cl) = 35,5u , N = 6,02 x 1023

a) foram formadas 3,612 x 1024 moléculas de gás nas CNTP e 0,18g de água no estado líquido.

b) o rendimento da reação calculado pela massa obtida do gás nas condições da experiência é

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