1.2 – O citrato de sódio (Na3 - 1a LISTA DE EXERCÍCIOS

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  UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ CÂMPUS ITABIRA EAMI11 – QUÍMICA AMBIENTAL PROF. DR. EDISON APARECIDO LAURINDO

1ª LISTA DE EXERCÍCIOS – 13/03/2015

  

1.1 O sulfato de sódio (Na SO ) é uma substância utilizada na fabricação de vidros e

  2

  4

  papel. A reação de cloreto de sódio (NaCl) com o ácido sulfúrico (H

  2 SO 4 ) leva à

  

formação de sulfato de sódio e ácido clorídrico (HCl). Calcule as quantidades de

matéria de Na SO e HCl que pode ser obtidas a partir de 5,0 mols de NaCl.

  2

  4

  

1.2 – O citrato de sódio (Na C H O ) é utilizado como agente anticoagulante do sangue

  3

  6

  5

  7

  

quando da coleta para análises laboratoriais. Essa substância pode ser obtida a partir

da reação do ácido cítrico (C

  6 H

  8 O 7 ) com hidróxido de sódio (NaOH); a água é o outro

  

produto da reação. Calcule as quantidades de matéria de citrato de sódio e água que

são formados quando 13,0 mols de ácido cítrico são consumidos.

  

1.3 – O isooctano (C H ) é um dos componentes da gasolina, também utilizado como

  8

  18

  solvente industrial. A combustão (reação com o oxigênio molecular, O

  2 ) dessa

  

substância leva à formação de dióxido de carbono e água. Calcule as massas de

dióxido de carbono e água formadas na combustão de 5,00 mols de isooctano.

  

1.4 – A substância simples silício, usada na fabricação de componentes para a

microeletrônica, pode ser obtida pela redução do óxido de silício (SiO ), principal

  2

  

componente da areia) com coque (carbono C), num forno elétrico , a 3000 °C. O outro

produto da reação é o monóxido de carbono (CO). Calcule as massas de silício e de

monóxido de carbono obtidas a partir de 4,00 quilomols de carbono.

  

1.5 – A substância simples zircônio, um metal altamente resistente à corrosão e a altas

temperaturas, é utilizado na fabricação de barras que contêm dióxido de urânio, em

reatores nucleares refrigerados à água. O zircônio pode ser produzido pelo processo

Kroll, no qual tetracloreto de zircônio (ZrCl ) reage com magnésio formando zircônio e

  4

  

cloreto de magnésio (MgCl ). Calcule as quantidades de matéria dos reagentes

  2 utilizadas para produzir 1,00 tonelada de zircônio.

  1.6 – O carbeto de boro (B

4 C) é um abrasivo usado na fabricação de ferramentas

  resistentes ao desgaste mecânico. A reação do óxido bórico (B

  2 O 3 ) com o coque

  

(carbono, C) produz carbeto de boro e o monóxido de carbono (CO). Calcule as

quantidades de matéria de B

2 O 3 e de carbono consumidas na produção de 500,0 kg de carbeto de boro.

  

1.7 – O ácido salicílico (C H O ) reage com o anidrido acético (C H O ) formando o

  7

  6

  3

  4

  6

  3 ®

  ácido acetilsalicílico (C

  9 H

  8 O 4 , AAS, Aspirina ) e ácido acético (C

  2 H

  4 O 2 ). Essa reação é ®

  

a última etapa na produção industrial da Aspirina , o analgésico de maior consumo

mundial. Calcule as massas de ácido salicílico e de andrido acético consumidas na

  ®

  

produção de 40000 toneladas de Aspirina (o consumo mundial anual dessa droga já é

superior a 40 mil toneladas).

  1.8 – O tetracloreto de titânio (TiCl

  4 ) é um líquido utilizado na produção de pérolas

  

artificiais, vidros iridescentes e titânio metálico (pelo método Kroll). Essa substância é

obtida aquecendo rutilo na presença de cloro e carbono, segundo a reação não

balanceada:

  

FeTiO (s) + Cl (g) + C(s) → TiCl (l) + FeCl (s) + CO(g)

  3

  2

  4

  3 Calcule as massas dos produtos formadas a partir de 2,43 kg de rutilo.

  

1.9 – A água oxigenada (H O ) é usada como antisséptico e como alvejante. Ela

  2

  2

  

também pode ser utilizada em trabalhos de restauração de quadros enegrecidos. A

água oxigenada decompõe-se na presença de soluções ácidas de permanganato de

potássio (KMnO ), conforme a seguinte reação não balanceada:

  4 H

  2 O 2 (aq) + KMnO 4 (aq) + H

  2 SO 4 (aq) → O 2 (g) + MnSO 4 (aq) + K

  2 SO 4 (aq) + H

  2 O(l)

  • 1

  

Calcule o volume de uma solução: (a) KMnO de concentração 0,145 mol L

  4

  

necessário para reagir completamente com 25,0 mL de uma solução de H O de

  2

  2

  • 1 -1

  concentração 0,100 mol L ; (b) H

  2 O 2 de concentração 0,220 mol L necessário para

  

reagir completamente com 250 mL de uma solução de KMnO de concentração 0,0750

  4

  • 1 mol L .

  

1.10 – O ácido nítrico (HNO ) é uma importante matéria-prima na fabricação de

  3

  fertilizantes (nitratos). Esse ácido reage com hidróxido de bário (Ba(OH)

  2 ) formando

  nitrato de bário (Ba(NO

  3 ) 2 ) e água. Duas soluções diferentes de Ba(OH) 2 foram

  • 1

  

tituladas com solução de HNO de concentração 0,750 mol L . Calcule as

  3

  concentrações das soluções de Ba(OH)

  2 , com base nos seguintes dados: (a) volume

  da solução de Ba(OH)

  2 ; 25,0 mL e volume da solução de ácido gasto: 7,25 mL; (b)

volume da solução de Ba(OH) : 25,0 mL e volume da solução de ácido gasto: 4,80 mL.

  2

  1.11 – O clorato de potássio (KClO

  3 ) é uma substância utilizada na fabricação de

  

explosivos, fogos de artifício, propelente sólido para foguetes, etc. Essa substância,

quando aquecida, decompõe-se formando cloreto de potássio (KCl) e oxigênio (O

  2 ).

  Calcule a quantidade de matéria de KClO

  3 que se decompõe quando se obtém um

  

volume de: (a) 64,3 mL de O , coletado nas CPTP; (b) 250 mL de O , coletado a 18,0

  2

  2 °C e 1,00 atm.

  

1.12 – O benzeno (C H ) é um dos mais importantes compostos usados na indústria

  6

  6

  

química, na fabricação de medicamentos, couro artificial, vernizes, etc. Essa

substância cancerígena reage com hidrogênio (H ), na presença de catalisadores,

  2

  

hidrogenar: (a) 0,500 mol de benzeno, nas CNTP; (b) 2,50 quilomols de benzeno, a

20,0 °C e 1,00 atm.

  1.13 – O gás cloro (Cl

  2 ) é utilizado na indústria química para obter, por exemplo,

  

borracha clorada, plásticos, defensivos agrícolas organoclorados, etc. No laboratório,

esse gás pode ser obtido pela seguinte reação (não balanceada):

KMnO (aq) + HCl(aq) → MnCl (aq) + KCl(aq) + Cl (g) + H O(l)

  4

  

2

  2

  2 Calcule as massas de KMnO4 necessárias para produzir os seguintes volumes de cloro: (a) 2,00 L, nas CPTP; (b) 125 mL, a 10,0 C e 2,00 atm.

  ° 1.14 – O cloreto de amônio (NH

  4 Cl) é um sólido incolor utilizado na fabricação de

  

pilhas secas Leclanché (pilhas comuns). Essa substância, quando aquecida,

decompõe-se formando amônia (NH

  3 ) e cloreto de hidrogênio (HCl). Calcule o volume

  

de amônia obtida: (a) a 23 C e 0,500 atm, a partir de 5,00 g de NH4Cl; (b) nas CPTP,

° a partir de 0,750 g de NH

  4 Cl; (c) Qual a diferença entre o cloreto de hidrogênio e o

  ácido clorídrico? 1.15 – O propeno (C

  3 H 6 ) é um gás incolor também denominado propileno. Ele é um

  

dos constituintes do gás natural e é utilizado como combustível e como matéria prima

na fabricação de polipropileno (plástico usado na confecção de objetos domésticos,

equipamentos médicos esterilizáveis, etc.). Esse gás reage com o oxigênio (O

  2 ),

  formando gás carbônico (CO

  2 ) e água. Calcule: (a) o volume de oxigênio, nas CNTP,

  

necessário para reagir com 20,5 L de propeno; (b) o volume de propeno necessário

para produzir 350 mL de gás carbônico, nas mesmas condições de temperatura e

pressão.

  1.16 – O fósforo branco (P

  4 ) é uma substância muito empregada para finalidades

  

bélicas, na confecção de bombas incendiárias e granadas luminosas. Ele é obtido pelo

aquecimento, em forno elétrico, de fosfato de cálcio, areia e coque (C grafite – gr.). A

equação química (não balanceada) correspondente é:

  

Ca (PO ) (s) + SiO (s) + C(gr.) → CaSiO (s) + CO(g) + P (s)

  3

  4

  2

  2

  3

  4 Determine qual é o reagente limitante quando as seguintes quantidades são colocadas para reagir: (a) 2,0 mols de Ca

  3 (PO 4 ) 2 , 4,0 mols de SiO 2 e 6,0 mols de C; (b) 60,0 g de Ca (PO ) , 25,0 g de SiO e 10,0 g de C; (c) 50,0 kg de cada reagente.

  3

  4

  2

  2

  1.17 – O gás metano (CH

  4 ) pode ser usado em células a combustível (tipo especial de

  

pilha utilizado, pela primeira vez, em naves espaciais). Em laboratório, esse gás pode

ser obtido pela seguinte reação (equação não balanceada): CHCl 3 (l) + Zn(s) + H

  

2 O(l) → CH

4 (g) + Zn(OH)Cl(s)

Quando 50,0 g de clorofórmio foram colocados para reagir com 100 g de zinco e água

em excesso, foram obtidos 6,09 g de metano. Calcule o rendimento percentual da

reação.

  

1.18 – A prata é um metal branco acinzentado e de alto brilho, sendo conhecida desde

a Antiguidade. Como esse material na forma mais pura é muito mole, os objetos de

cutelaria ou moedas feitos de prata são manufaturados usando uma liga desse metal

com cobre. Uma amostra de um objeto de uma liga prata-cobre pesando 0,425 g foi

dissolvida em ácido nítrico a quente, quando a prata é oxidada segundo a seguinte

equação não balanceada:

  Ag(s) + HNO 3 (aq) → AgNO 3 (aq) + NO(g) + H

  2 O(l)

À solução de nitrato de prata formada adicionou-se ácido clorídrico em excesso,

levando à formação de um precipitado de cloreto de prata:

  AgNO

3 (aq) + HCl(aq) → AgCl(s) + HNO

3 (aq)

  

Sabendo que a massa de cloreto de prata obtido é 0,495 g, calcule a fração em massa

da prata na liga.

  • 1 -1

  

1.19 – O ar atmosférico contém em média 209,5 mL L de oxigênio, 780,8 mL L de

  • 1

  nitrogênio e 9,7 mL L de outros gases. O butano (C

  4 H 10 ) é um gás utilizado como

  

combustível em isqueiros descartáveis, sendo que sua reação com o oxigênio produz

dióxido de carbono (CO ) e água. Calcule o volume de ar, nas CPTP, necesário para a

  2 combustão completa de 2,50 g de butano.

  

1.20 – (FURG-RG) A decomposição térmica do nitrato cúprico é representada pela

seguinte equação:

  Cu(NO 3 ) 2 (s) → CuO(s) + NO 2 (g) + O 2 (g)

Calcule a massa de óxido cúprico que se obtém a partir da decomposição de 500 g de

nitrato cúprico, sabendo-se que este apresenta 75% de pureza em Cu(NO

  3 ) 2 .

  

1.21 – (PUC-Campinas) A fabricação do óxido de etileno, a partir do eteno, é

representada pela equação:

Em um processo industrial, cada 28 kg de eteno produziram 22 kg de óxido de etileno.

  Qual o rendimento percentual desse processo?

1.22 – (UNESP-SP) O inseticida DDT (massa molar = 354,5 g/mol) é fabricado a partir

de clorobenzeno (massa molar = 112,5 g/mol) e cloral, de acordo com a equação:

  

C H Cl(aq) + C HCl O(aq) → C H Cl (aq) + H O(l)

  

Partindo-se de uma tonelada (1 t) de clorobenzeno e admitindo-se rendimento de 80%,

qual a massa de DDT produzida? 1.23 – (PUC-SP) Na metalurgia temos a reação: Aℓ

2 O 3 (s) + C(s) → CO 2 (g) + Aℓ(s)

  

Se utilizarmos 20,4 g de Al O , qual a massa de alumínio metálico obtida se o

  2

  3

  rendimento da reação for de 60%? 1.24 – (PUC-SP) O anidrido sulfuroso (SO

  2 ) reage com oxigênio (O 2 ) e água (H

  2 O)

  para formar H

  2 SO 4 . Admitamos que usemos 6,4 toneladas de SO 2 por dia, com uma

  eficiência de conversão de 70%. Qual a produção de H SO , ao final de 10 dias?

  2

  4

  

1.25 – (PUC-MG) Nas usinas siderúrgicas, a obtenção do ferro metálico, a partir da

hematita, Fe2O3, envolve a seguinte equação, não balanceada:

  Fe

2 O

  

3 (s) + CO(g) → Fe(s) +CO

2 (g)

Qual a massa de ferro metálico, em gramas, obtida quando se faz reagir 200 kg de

hematita, que apresenta 20 % de impurezas?

1.26 – (UFPR-PR) Em uma experiência, na qual o metano (CH ) queima em oxigênio,

  4

  

gerando dióxido de carbono e água, foram misturados 0,25 mol de metano com 1,25

mol de oxigênio. (a) Todo metano foi queimado? Justifique. (b) Quantos gramas de

CO foram produzidos? Justifique.

  2

  

1.27 – Utilizando o método adequado, faça o balanceamento das seguintes equações:

(a) N (g) + H (g) → NH (g)

  2

  2

  3

  (b) O

  2 (g) + PCl 3 (g) → POCl 3 (g)

  (c) P (s) + N O(g) → P O (s) + N (g)

  4

  2

  4

  6

  2

  (d) Ca

  3 (PO 4 ) 2 (s) + H

  3 PO 4 (aq) → Ca(H

  2 PO 4 ) 2 (aq)

  (e) Al(s) + O

  2 (g) → Al

  2 O 3 (s)

  (f) Cr(s) + HNO (aq) → Cr(NO ) (aq) + NO(g) + H O(l)

  3

  3

  3

  2

  (g) C

  2 H

  5 OH(l) + K

  2 Cr

  2 O 7 (aq) + H

  2 SO 4 (aq) → CH

  3 COOH(aq) + Cr 2 (SO 4 ) 3 (aq) + K

  2 SO 4 (aq) + H

  2 O(l) (h) NO 2( g ) + H

  2 O(l) → HNO 3 (aq) + NO(g) 3+ 4+

  (i) NH (aq) + H O(l) + Al (aq) → NH (aq) + Al(OH) (s)

  3

  2

  3

  • 2-

  (j) CO

  3 (aq) + H (aq) → H

  2 O(l)+ CO 2 (g)

  (l) KClO (s) → KCl(s) + O (g)

  3

  2

  (m) Br

  2 (l) + OH (aq) → Br (aq) + BrO 3 (aq) + H

  2 O(l)

  (n) KMnO (aq) + H C O (s) + HCl(aq) → MnCl ) + CO (g) + KCl(aq) + H O(l)

  4

  2

  2 4 2( aq

  2

  2

  • 2+ -

  (o) MnO

  4 (aq) + I (aq) + H

  3 O (aq) → Mn (aq) + I 2 (s) + H

  2 O(l)

  (p) MnSO

  4 (s) + PbO 2 (s) + H

  2 SO 4 (aq) → HMnO 4 (aq) + PbSO 4 (aq) + H

  2 O(l)

  

OUTRAS REFERÊNCIAS UTILIZADAS NA LISTA DE EXERCÍCIOS

ROCHA-FILHO, R. C. & SILVA, R. R. “Cálculos básicos da química”. 2ª ed.

atualizada. São Carlos: EdUFSCar, 2010.

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