Repost: Exercícios resolvidos de Estequiometria - 2023

 QUÍMICA] - Exercícios resolvidos de Estequiometria

1ª questão:
O hipoclorito de sódio, é uma substância comercializada, em solução aquosa, com o nome de água sanitária ou água de lavadeira,possuindo propriedades bactericidas e alvejantes. Esse sal é produzido a partir de cloro e de soda cáustica, de acordo com a reação equacionada a seguir: Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O
Determine as massas de cloro e de soda cáustica necessárias à obtenção de 1490g de hipoclorito de sódio.(Empregue os seguintes valores de massa molar: Cl2 = 71,0g/mol . NaOH = 40,0g/mol . NaClO= 74,5g/mol )

resolução:
Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H2O
71 g de Cl2 ---------- 74,5 g de NaClO
x ------------------------ 1490 g de NaClO
x = 71 x 1490 / 74,5
x = 1420 g de Cl2


Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H2O
2 x 40 g de NaOH --------- 74,5 g de NaClO
x' ------------------------------- 1490 g de NaClO
x' = 2 x 40 x 1490 / 74,5
x' = 1600 g de NaOH


2ª questão:
Houston, we have a problem”. Ao enviar essa mensagem em 13 de abril de 1970, o comandante da missão espacial Apollo 13, Jim Lovell, sabia: a vida de seus companheiros e a sua própria estavam em perigo.
Um dos tanques de oxigênio da nave explodira. Uma substância, o superóxido de potássio (K2O4), poderia ser
utilizada para absorver o CO2 e ao mesmo tempo restaurar o O2 na nave. CALCULE, segundo a equação
K2O4 + CO2 → K2CO3 + 3/2O2, a massa, em kg, de K2O4 necessária para consumir todo o CO2 exalado por um tripulante durante 72 horas se, em média, uma pessoa exala 1,0 kg de CO2 por dia.
(O = 16, C = 12, K = 39).

resolução:
A reação envolve (em Kg) K2O4 = 39 x 2 + 4 x 16 = 142g ou 0,142kg
CO2 = 12 + 2 x 16 = 44g = 0,044kg.

Então são necessários 0,142g de K2O4 para reagirem totalmente com 0,044kg de CO2

Regra de três:

0,142kg ------- 0,044kg
x ----------------3kg ( 3kg - pois 1kg CO2 em 1 dia - 72 horas = 3dias, portanto 3kg)

x = (3 x 0,142)./0,044 ====> x = 9,68kg de K2O4


3ª questão:Há alguns meses, a Petrobrás anunciou (revista Veja de 1/5/91) que reduziria, de 5% para 3%, o teor de enxofre no óleo combustível. Isto significa 272 toneladas de enxofre a menos, por dia, na atmosfera. Sabe-se que o enxofre contido no óleo é, na realidade, transformado em SO2(um gás) no momento da queima(combustão). Qual a massa (em toneladas) deste gás que deixará de ser lançada na atmosfera, por dia, devido à melhoria anunciada? Massas atômicas relativas: O=16; S=32. Dado:
S + O2 ------ SO2

resolução:
S + 1/2 O2 --> SO2

32 g de S ------------------ 64 g de SO2
272 ton de S ------------- m
x = 544 ton de SO2

4ª questão:
Para se obter manganês metálico, muito utilizado em diversos tipos de aços resistentes, o dióxido de manganês reage com o alumínio metálico, segundo a equação:
3 MnO2 + 4 Al -------> 2 Al2O3 + 3 Mn

Supondo rendimento de 100% para essa reação, a massa de dióxido de manganês necessária para se obter 5 toneladas de manganês metálico é aproximadamente:

a) 2 toneladas
b) 3 toneladas
c) 4 toneladas
d) 8 toneladas
e) 9 toneladas

resolução:A partir da reação ocorrida temos os seguintes dados:
3 MnO2 + 4 Al -------> 2 Al2O3 + 3 Mn

massa molar Mn = 55g
massa molar O = 16g

3mol MnO2 --- 3 mol Mn, simplificando:
1 mol MnO2 --- 1 mol Mn

55g Mn --- 87g MnO2
5.000.000g Mn --- m
m = 7.909.090,9g MnO2
m = 8.000.000g = 8 toneladas de MnO2 serão necessárias

5ª questão:
Coletou-se água no rio Tietê, na cidade de São Paulo. Para oxidar completamente toda a matéria orgânica contida em 1,00L dessa amostra, microorganismos consumiram 48,0mg de oxigênio(O2). Admitindo que a matéria orgânica possa ser representada por C6H10O5 e sabendo que sua oxidação completa produz CO2 e H2O, qual a massa da matéria orgânica por litro da água do rio?

(Dados: H = 1, C =12 e O = 16.)

a) 20,5 mg.

b) 40,5 mg.

c) 80,0 mg.

d) 160 mg.

e) 200 mg.

resolução:
C6H10O5 + 6 O2 ---------> 6CO2 + 5H2O

C6H10O5 - mol = 162
O2 - mol = 32 ===> 6 O2 = 192

162 ------------------ 192
x ------------------- 48

x = 48,0x 162/192 = 40,5

Resposta b) 49,5 mg

6ª questão:
Dada a equação:
TiCl4 + Mg ---------> MgCl2 + Ti
Considere que essa reação foi iniciada com 9,5g de TiCl4. Supondo-se que tal reação seja total, a massa de titânio obtida será, aproximadamente:
(Ti=48g/mol, TiCl4= 190g/mol)

a-) 1,2g
b-) 2,4g
c-) 3,6g
d-) 4,8g
e-) 7,2g

resolução:
1ª coisa a ser feita: balanceamento químico.
1TiCl4 + 2Mg ---------> 2MgCl2 + 1Ti

Para montar a igualdade:
reagente ..... reage produzindo ...... de produto (obtido na equação)
reagente .... .produzirá ..................de produto (qnt a ser calculada)


Teremos então:
190g de TiCl4 (1mol) .................... 48g de Ti (1 mol)
9,5g de TiCl4 .............................. x

190x = 9,5 . 48
x = 456/190
x = 2,4g de Ti

Resposta: b) 2,4g.

7ª questão:
A obtenção de etanol, a partir de sacarose (açúcar) por fermentação, pode ser representada pela seguinte equação:

C12H22O11 + H2O - > 4C2H5OH + 4CO2

Admitindo-se que o processo tenha rendimento de 100% e que o etanol seja anidro (puro), calcule a massa (em kg) de açúcar necessária para produzir um volume de 50 litros de etanol, suficiente para encher um tanque de um automóvel.
Densidade do etanol = 0,8 g/cm¤
Massa molar da sacarose = 342 g/mol
Massa molar do etanol = 46 g/mol

resolução:
primeiramente temos que analisar essa equação, assim vemos que para cada molecula de sacarose temos 4 moleculas de etanol, então devemos calcular primeiro o volume em litros que teremos de etanol para essa molecula de sacarose.

massa do etanol = 46 x 4= 184g
d=m/v
0.8= 184/v
v= 230 cm cubicos= 0,23 L com esse calculo descobrimos quantos litros de etanol temos na equação dada

assim temos que:

0,342kg --- 0,23l de etanol

X --- 50 l de etanol


x=74,35

Vídeo-aula: Estequiometria

 

Cinética Química

 

Cinética Química

 A cinética química estuda a velocidade das reações químicas e os fatores que alteram esta velocidade.

Reações químicas são o resultado de ações entre substâncias que geralmente formam outras substâncias.

Velocidade das Reações Químicas

O que determina a rapidez com que ocorre uma reação química é o tempo em que os reagentes são consumidos para formar produtos. Assim, a velocidade de uma reação pode ser representada tanto pelo consumo de um reagente, quanto pela geração de um produto.

Antes de acontecer a reação química, temos quantidade máxima de reagentes e nenhum produto. Quando um dos reagentes é totalmente consumido, formam-se os produtos e a reação termina.

A Velocidade Média de uma reação química é a variação na quantidade de um reagente ou produto em um determinado intervalo de tempo.

Quando calculamos a velocidade média, queremos saber a velocidade em que um reagente foi consumido ou a velocidade em que um produto foi formado.

As unidades utilizadas no cálculo para expressar as substâncias produzidas ou consumidas podem ser, por exemplo, concentração, em mol/L, quantidade de matéria, em mol, e variação da pressão para gases, em atm. Já a variação do tempo pode ser dada em segundos (s), minutos (min) ou horas (h).

Exemplo: uma reação química genérica pode ser representada pela equação:

Onde,

A e B são os reagentes
C e D são os produtos
a, b, c e d são os coeficientes da equação balanceada

Portanto, a velocidade de consumo dos reagentes e de formação dos produtos podem ser expressas da seguinte forma:

Note que o símbolo [ ] refere-se à concentração, geralmente apresentada em mol/L.

A taxa de desenvolvimento média de uma reação química leva em consideração, além do consumo ou formação dos produtos, os coeficientes da equação balanceada.

Observe que os valores negativos indicam o consumo da substância e os valores positivos indicam que as substâncias estão surgindo.

As reações químicas diferem na velocidade em que acontecem. Elas podem ser rápidas, moderadas ou lentas:

·         Reações rápidas ocorrem instantaneamente, com duração de microssegundos. Um exemplo é a queima do gás de cozinha.

·         Reações moderadas levam de minutos a horas para serem finalizadas. Um exemplo é a queima do papel.

·         Reações lentas podem durar séculos, porque os reagentes combinam-se lentamente. Um exemplo é a formação do petróleo.

Teoria das Colisões

A teoria das colisões é aplicada para reações gasosas. Ela determina que para a reação química acontecer os reagentes devem estar em contato, através de colisões.

Entretanto, apenas isso não garante que a reação ocorra. Também é preciso que as colisões sejam efetivas (orientadas). Isso garantirá que as moléculas adquiram energia suficiente, a energia de ativação.

Energia de ativação

A energia de ativação (Ea) é a energia mínima necessária para que a formação do complexo ativado e efetiva realização da reação.

O complexo ativado é um estado transitório da reação, entre os reagentes, enquanto os produtos finais ainda não foram formados.

As reações mais rápidas são aquelas que apresentam a menor energia de ativação. Um exemplo de energia de ativação no nosso dia a dia é a energia obtida pelo atrito para acender um fósforo.

Fatores que Influenciam na Velocidade das Reações

Os principais fatores que afetam a velocidade das reações são:

Concentração de Reagentes

Quando a concentração dos reagentes aumenta, a frequência de choques entre as moléculas também aumenta, acelerando a reação. Quanto maior a concentração dos reagentes, maior a velocidade da reação.

Superfície de Contato

Essa condição afeta apenas reações entre sólidos. A superfície de contato é a área de um reagente que fica exposta aos demais reagentes. Como as reações precisam de contato entre os reagentes, concluímos que: Quanto maior a superfície de contato, maior a velocidade da reação.

Pressão

Essa condição afeta apenas reações com gases. Com o aumento da pressão, o espaço entre as moléculas diminui, fazendo com que tenham mais colisões, aumentando a velocidade da reação. Quanto maior a pressão, maior a velocidade da reação.

Temperatura

Temperatura é uma medida de energia cinética, que corresponde ao grau de agitação das partículas. Quando a temperatura é alta, as moléculas estão mais agitadas, aumentando a velocidade da reação. Quanto maior a temperatura, maior a velocidade da reação.

Catalisadores

O catalisador é uma substância capaz de acelerar uma reação química, sem ser consumido ao final da reação. As enzimas são catalisadores biológicos. A presença de um catalisador aumenta a velocidade da reação.

 

 

 

Escrito por  Prof.: Carolina Batista

 

Leis das emissões radioativas: partículas alfa e beta

 

Química: conceitos fundamentais

        Conceitos fundamentais da química

Matéria

Alguns exemplos de matéria são vidro, madeira, borracha, ar, etc. Quanto à energia térmica, esta não possui massa nem ocupa lugar no espaço; então, ela não pode ser considerada matéria.

A matéria é formada por substâncias (na maioria das vezes constituídas por moléculas), e estas, pelas unidades fundamentais, que são os átomos. Existem materiais diferentes, pois as substâncias que os formam são diferentes.

·       Corpo: É uma porção limitada da matéria.

·       Objeto: É um corpo que se presta a uma finalidade determinada

·       Substância: em Química, é qualquer espécie de matéria formada por átomos de elementos específicos em proporções específicas. Cada substância possui um conjunto definido de propriedades e uma composição química.

·       Partículas: São as formadoras das substâncias, podendo ser chamadas de íons, átomos e moléculas (conjuntos de átomos).

 

1.3  PROPRIEDADES GERAIS DA MATÉRIA

 

São propriedades que todos os sistemas materiais – corpos – apresentam. Essas propriedades são: massa, extensão, impenetrabilidade, compressibilidade, elasticidade, divisibilidade e inércia.

A)       Massa é a quantidade de matéria que forma um corpo.

B)     Extensão corresponde ao espaço ocupado, ao volume ou à dimensão de um corpo.

C)      Impenetrabilidade corresponde à impossibilidade de dois corpos, ao mesmo tempo, ocuparem o mesmo lugar no espaço.

D)      Compressibilidade é a capacidade de reduzir o volume de um corpo quando submetido a uma compressão.

E)      Elasticidade é a capacidade que os corpos sólidos apresentam de retornarem à sua forma inicial, quando deixa de atuar sobre eles uma força que promove deformação  (distorção).

F)     Divisibilidade é a qualidade que os corpos apresentam de poderem ser divididos em porções cada vez menores, sem alterarem a sua constituição.

G)      Inércia é a capacidade que um corpo apresenta de não poder, por si só, modificar a sua condição de movimento ou de repouso.

 

1.3.1  PROPRIEDADES ESPECÍFICAS DA MATÉRIA

As propriedades que nos permitem distinguir uma espécie de matéria de outra são denominadas propriedades específicas da matéria. As propriedades específicas podem ser propriedades físicas, químicas ou organolépticas.

A)   Propriedades físicas- São propriedades que caracterizam individualmente uma substância sem que haja alteração da composição dessa substância. Exemplos: Temperatura de fusão, temperatura de ebulição, densidade, solubilidade, calor específico, etc.

B)   Propriedades químicas- São propriedades que caracterizam individualmente uma substância por meio da alteração da composição dessa substância. Exemplos: Decomposição térmica do carbonato de cálcio, originando gás carbônico e óxido de cálcio; oxidação do ferro, originando a ferrugem, etc.

C)    Propriedades organolépticas- São propriedades que impressionam um dos cinco sentidos (olfato, visão, tato, audição e paladar). Exemplos: Cor, sabor, odor, brilho, etc.

 

1.3.2  PROPRIEDADES FUNCIONAIS DA MATÉRIA

As propriedades que nos permitem agrupar substâncias por apresentarem propriedades químicas semelhantes são denominadas propriedades funcionais da matéria.

Exemplos:

•  Ácidos de Arrhenius são substâncias que, em contato com metais alcalinos e alcalinos terrosos, produzem sais e gás hidrogênio.

•  Os compostos fenólicos são neutralizados por bases fortes, produzindo fenolatos e água.

 

1.3.3  PROPRIEDADES EXTENSIVAS DA MATÉRIA

As propriedades que dependem das dimensões (tamanho ou extensão) dos corpos são denominadas extensivas. Exemplos:

ü Massa e volume (duas amostras de um mesmo material de tamanhos diferentes apresentam massas e volumes diferentes), quantidade de matéria em mols, área superficial, energia térmica, energia interna, entalpia, entropia, energia livre de Gibbs e corrente elétrica.

1.3.4   PROPRIEDADES INTENSIVAS DA MATÉRIA

As propriedades que não dependem das dimensões (tamanho ou extensão) dos corpos são denominadas intensivas. Exemplo:

•   Temperatura (duas amostras de tamanhos diferentes podem apresentar a mesma temperatura), pressão, pontos de fusão e de ebulição, concentração (mol.L–1) e viscosidade.

Algumas propriedades intensivas são derivadas (obtidas) de outras grandezas extensivas, por exemplo, a densidade.

Por definição, densidade é a razão entre a massa de uma amostra e o volume ocupado por ela. Matematicamente, essa definição é expressa por: d = m /V Como é possível duas propriedades extensivas, massa e volume, originarem uma propriedade intensiva, a densidade? Quando dobramos a massa de uma amostra, dobramos também o volume dessa amostra e, portanto, a razão m/V permanece a mesma, independentemente dos valores individuais de massa e de volume.

1.4 Estados físicos da matéria

 

A matéria pode ser encontrada em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.

No estado sólido, as partículas que o formam estão bem próximas umas das outras, formando redes (conjunto de partículas que estão conectadas umas as outras) de longa extensão, que possuem forma e volume definidos, bem como alta organização. No estado sólido, as partículas vibram com baixas velocidades, possuindo assim, baixa energia cinética. Como as forças de atração entre as partículas são altas, esse é o estado de menor energia interna.

No estado líquido, as partículas estão um pouco mais afastadas do que no estado sólido, efetuando movimentos vibracionais, rotacionais e translacionais de curto alcance à velocidade e à energia cinética medianas. A presença de movimentos translacionais confere ao estado líquido forma variável. Como a energia cinética e as forças de atração entre essas partículas são medianas, o estado líquido apresenta energia interna mediana.

As partículas que formam o estado gasoso estão totalmente afastadas e apresentam grande movimentação (têm movimento vibracional, rotacional e translacional). As forças de atração entre suas partículas são baixas, conferindo a esse estado um alto grau de desordem, pois uma partícula se movimenta independentemente de suas vizinhas. O estado gasoso é bastante diferente dos demais, possuindo forma e volume variáveis; os gases tomam a forma e o volume do recipiente que os contém. Um sistema gasoso apresenta altas compressibilidade e dilatabilidade, porque suas partículas estão distantes e podem ser aproximadas ou afastadas com facilidade.

Praticamente toda a energia das partículas gasosas é energia cinética, pois as forças de atração entre suas partículas são baixas. Contudo, a energia interna do estado gasoso é maior que a dos estados sólido e líquido.

O estado gasoso é dividido em duas fases, a fase vapor e a fase gás. Apenas o vapor pode ser transformado em líquido pelo aumento da pressão do sistema sob temperatura constante.

1.4.1  MUDANÇAS DE ESTADO FÍSICO

 

Os três estados físicos podem ser convertidos uns nos

 outros, simplesmente aquecendo-os ou resfriando- os ou, ainda, alterando a pressão do sistema.

 

A vaporização pode ser dividida em:

 

•   Evaporação: É um processo natural, lento e espontâneo, à temperatura ambiente. Nesse processo, a temperatura do líquido é inferior à sua temperatura de ebulição. Exemplo: Uma roupa no varal seca, pois a água nela contida evapora.

•    Ebulição: Processo rápido e, normalmente, não espontâneo para as substâncias na fase líquida, à temperatura e pressão ambientes. Ocorre em toda massa líquida, com a formação e desprendimento de bolhas. Exemplo: Água líquida necessita de aquecimento para passar ao estado de vapor (ferver).

•  Calefação: É o processo de ebulição realizado sob aquecimento excessivo. Nesse processo, a temperatura do líquido é superior à temperatura de ebulição. Exemplo: Uma gota-d’água sendo jogada em uma panela muito quente.

Fonte:https://www.varginha.cefetmg.br/wp-content/uploads/sites/11/2016/11/Apostila-Qu%C3%ADmica.pdf

Slides 1 ano/2023: História da química

https://docs.google.com/presentation/d/1cVnqLysHwSVi8fXxX3EGsRhJSG2YqnIv/edit#slide=id.p1

Hibridização do carbono