Gabarito de Lista de Exercícios 05 Cálculos Estequiométricos de Reações

1) O acetileno, que é usado como combustível nos maçaricos de solda, é produzido numa reação entre carbeto de cálcio e água, segundo a equação:

Interpretando a equação balanceada em termos de mol e de massa:

CaC2+ 2H2O Ca(OH)2 + C2H2

1 mol ----- 2 mols ----------- 1 mol ----------- 1 mol

64 g -----36 g ----------- 74 g ----------- 26 g

a) Quantos mols de C2H2 serão produzidos a partir de 2,50 mols de CaC2? 1 mol CaC2 --------- 1 mol C2H2

2,50 mols ----------x x = 2,50 mols de C2H2

b) Quantos gramas de C2H2 serão formados a partir de 0,500 mols de CaC2? 1 mol CaC2 ------------------- 26 g C2H2

0,500 mol -------------------x x = 13 g de C2H2
2 mols H2O ------------1 mol C2H2
x------------- 3,20 mols x = 6,40 mols de H2O

c) Quantos mols de água serão consumidos ao se produzirem 3,20 mols de C2H2? d) Quantos gramas de Ca(OH)2 serão produzidos quando 28,0 g de C2H2 forem formados? 74 g de Ca(OH)2 ---------- 26 g de C2H2

x----------- 28,0 g x = 79,7 g de Ca(OH)2

2) A fermentação do açúcar produz álcool etílico, segundo a equação:

C6H12O6fermentação 2C2H5OH + 2CO2

Qual a massa máxima de álcool etílico que pode ser obtida a partir de 500 g de açúcar?

C6H12O6fermentação 2C2H5OH + 2CO2
1 mol --------------------------------2 mols ------ 2 mols
180 g -------------------------------92 g --------- 8 g
180 g de C6H12O6 ------------------------- 92 de C2H5OH
500 g------------------------------- x x = 255,6 g

3) O fósforo branco, formado por moléculas de P4, é usado em artefatos incendiários militares, porque inflama espontaneamente quando exposto ao ar. O produto da reação com o oxigênio é o P4O10. (O oxigênio encontra-se presente no ar como moléculas de O2.)

P4+ 5O2 P4O10

a) escreva a equação química balanceada para a reação do P4 com O2. b) quantos mols de P4O10 poderão ser produzidos mediante o uso de 0,500 mol de O2?

P4+ 5O2 P4O10

1 mol ----- 5 mols --- 1 mol

0,500--------- x x = 0,10 mol de P4O10

5 mols de O2 --------- 1 mol de P4O10 c) quantos gramas de P4 serão necessários para produzir 50,0 g de P4O10?

x-------- 50,0 g x = 21,8 g de P4

124 g de P4 --------- 284 g de P4O10 d) quantos gramas de P4 reagirão com 25,0 g de O2?

x----------- 25,0 g x = 19,38 g de O2

4) A hidrazina, N2H4, e o peróxido de hidrogênio, H2O2, são usados como propelentes de foguetes. Eles reagem de acordo com a equação:

7H2O2 + N2H42HNO3 + 8H2O

a) quantos mols de HNO3 serão formados a partir de 0,0250 mol de N2H4?

7H2O2+ N2H4 2HNO3 + 8H2O

7 mols ------- 1 mol ------ 2 mols ------ 8 mols

0,0250 mol --------------------x x = 0,050 mol de HNO3

1 mol de N2H4 -------------------- 2 mols de HNO3 b) quantos mols de H2O2 serão requeridos se 1,35 mols de H2O forem produzidos?

x-------------- 1,35 mols x = 1,18 mols de H2O2

7 mols de H2O2 ------------- 8 mols de H2O c) quantos mols de H2O serão formados se 1,87 mol de HNO3 forem produzidos?

1,87 mols----------- x x = 7,48 mols de H2O

2 mols de HNO3 ------------ 8 mols de H2O d) quantos mols de H2O2 serão requeridos para reagir com 220 g de N2H4?

x---------- 220 g x = 48,13 g de H2O2

7 mols de H2O2 ----------- 32 g de N2H4 e) quantos gramas de H2O2 serão necessários para produzir 45,8 g de HNO3?

x------------------- 45,8 g x = 85,9 g de H2O2

238 g de H2O2 ------------------ 126 g de HNO3 5) A dimetil-hidrazina, (CH3)2NNH2, foi usada como combustível do módulo de descida lunar da

Apolo, juntamente com o N2O4 líquido como oxidante. Os produtos da reação entre os dois, no motor do foguete, são H2O, CO2 e N2. Calcule a massa de N2O4 requerida para queimar 50 kg de dimetil-hidrazina.

Inicialmente temos que equacionar o processo e balancear a equação:

(CH3)2NNH2 + 2N2O43N2 + 2CO2 + 4H2O

1 mol --------- 2 mols ---- 3 mols -- 2 mols -- 4 mols

50.0 g---------------------- x x = 153,3 kg (153.3,3 g)

6) Quando o ferro é produzido a partir do seu próprio minério, Fe2O3, a reação é a seguinte: Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2 a) quantos mols de CO serão necessários para produzir 35,0 mol de Fe? Interpretando a equação balanceada temos:

Fe2O3+ 3CO 2Fe + 3CO2

1 mol -------- 3 mols ------- 2 mols ----- 3 mols

x----------- 3,50 mols x = 5,25 mols de CO

b) quantos mols de Fe2O3 reagirão se 4,50 mol de CO2 forem formados?

x----------- 4,50 mols x = 1,50 mols de

1 mol de Fe2O3 ----------- 3 mols de CO2

Fe2O3 c) quantos gramas de Fe2O3 precisam reagir para ter 0,570 mol de Fe?

x---------------- 0,570 mol x = 45,6 g

160 g de Fe2O3 ---------------- 2 mols de Fe d) quantos mols de CO serão necessários para reagir com 48,5 g de Fe2O3?

48,5 g------------ x x = 0,909 mol

160 g de Fe2O3 ----------- 3 mols de CO e) quantos gramas de Fe serão formados quando 18,6 g de CO reagirem?

18,6 g------------------- x x = 24,8 g de Fe

84 g de CO ------------------- 112 g de Fe

7) A aspirina (ácido acetilsalicílico) é preparada pela reação do ácido salicílico (C7H6O3) com

C7H6O3 + C4H6O3C9H8O4 + C2H4O2

anidrido acético (C4H6O3), de acordo com a reação: aspirina

Quantos gramas de ácido salicílico devem ser usados para preparar dois comprimidos de aspirina de 325 mg cada um? Usar as massas molares dos exercícios anteriores. 2 comprimidos de 325 mg cada um corresponde a 0,325 g, os 2 juntos terão a massa

C7H6O3 + C4H6O3C9H8O4 + C2H4O2

1 mol ----- 1 mol ---------- 1 mol ------ 1 mol

x------------------- 0,650 g x = 0,50 g

8) Quantos gramas e quantos litros de hidrogênio são liberados quando 75,0 g de sódio metálico reagem com excesso de água? Nas CNTP 1 mol de gás corresponde a 2,4 L. Por favor, corrijam a equação da lista de vocês, pois não estava balanceada!

2Na+ 2H2O 2NaOH + H2

2 mols ------ 2 mols ------- 2 mols ------- 1 mol

46 g ------- 36 g ----------- 80 g------- 2 g

46 g de Na -------------------- (1 mol H2) = 2,4 L 75 g ------------------------------------- x x = 36,5 L de H2

9) O metal cobre pode ser obtido a partir de um de seus minérios, a covelina, pela reação com oxigênio e com carbono:

CuS(s) + 2O2(g) + C(s)Cu(s) + SO2(g) + CO2(g)

a) balanceie a equação (na própria equação acima) b) quantos mols de oxigênio são necessários para cada mol de CuS? Interpretando a equação balanceada temos:

CuS(s) + 2O2(g) + C(s)Cu(s) + SO2(g) + CO2(g)

1 mol ---- 2 mols ---- 1 mol ---- 1 mol ----1 mol ------ 1 mol

São necessários 2 mols de O2 para cada 1 mol de CuS c) quantos gramas de cobre serão produzidos a partir de 100 g de CuS?

100 g--------- x x = 6,5 g de Cu

10) Considere a seguinte reação balanceada:

6ClO2 + 3H2O5HClO3 + HCl
6ClO2+ 3H2O 5HClO3 + HCl

a) quantos mols de HClO3 serão produzidos a partir de 2,85 g de ClO2? 6 mols -------- 3 mols -------- 5 mols ------- 1 mol

405 g-------- 54 g -------- 422,5 g ------ 36,5 g
2,85 g------------ x x = 0,0352 mol de HNO3

405 g de ClO2 ------------ 5 mols de HNO3

x----------------- 5,74 g x = 8,49 g de H2O

b) quantos gramas de H2O serão necessários para produzir 5,74 g de HCl? 54 g de H2O ------------------ 36,5 g de HCl

1) O fosgênio, COCl2, já foi usado como gás de guerra. Ele é venenoso porque, quando inalado, reage com a água dos pulmões para produzir ácido clorídrico, HCl, que provoca graves danos pulmonares, levando, finalmente, à morte. A reação química é dada por:

COCl2 + H2OCO2 + 2HCl
COCl2+ H2O CO2 + 2HCl

a) quantos mols de HCl serão produzidos pela reação de 0,430 mols de COCl2? 1 mol --------- 1 mol ------- 1 mol ------1 mol

0,430 mol----- x x = 0,860 mol de HCl

1 mol de COCl2 ----- 2 mols de HCl b) quantos gramas de HCl serão produzidos quando 1,0 gramas de CO2 forem formados?

1,0 g------------------- x x = 18,25 g de HCl

4 g de CO2 ------------------ 73 g de HCl

12) Uma rocha fosfática, Ca3(PO4)2, é tratada com ácido sulfúrico, H2SO4, para produzir fertilizante fosfatado.

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 + 4H2OCa(H2PO4)2 + 2CaSO4.2H2O

fertilizante fosfatado

Quantos quilogramas de ácido sulfúrico serão necessários para reagir com 25,0 kg de rocha fosfática?

Ca3(PO4)2+ 2H2SO4 + 4H2O Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4.2H2O
1 mol--------- 2 mols ------- 4 mols ---------- 1 mol ------------ 2 mols
310 g --------196 g -------- 72 g --------- 234 g ---------- 344 g
25.0 g------------------------- x x = 15,8 kg de H2SO4

13) A reação de decomposição térmica do calcáreo (CaCO3) fornece como produtos a cal virgem (CaO) e gás carbônico (CO2). Monte a equação para esta reação e indique quantos mols de

CaCO3CaO + CO2

CO2 podem ser liberados a partir de 1,0 mol de calcáreo,? 1 mol ------ 1 mol ---- 1 mol

1 mol de CaCO3 libera 1 mol de CO2 quando decomposto por aquecimento

14) Uma substância com a fórmula PbHAsO4 e nome arseniato de chumbo vem sendo usada em inseticidas. A quantos mols correspondem 25,0 g desse veneno ? Dado M.M. (g/mol): Pb =

x---------------- 25,0 g x = 0,0723 mol = 7,23 x 10-2 mol de PbHAsO4

1 mol de PbHAsO4 ---------------- 346 g ATENÇÃO: Desconsiderar a questão 15, pois é igual à 6!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Fe2O3 + 3CO2Fe + 3CO2

15) Quando o ferro é produzido a partir do seu próprio minério, Fe2O3, a reação é a seguinte: a) quantos mols de CO serão necessários para produzir 35,0 mol de Fe? b) quantos mols de Fe2O3 reagirão se 4,50 mol de CO2 forem formados? c) quantos gramas de Fe2O3 precisam reagir para ter 0,570 mol de Fe? d) quantos mols de CO serão necessários para reagir com 48,5 g de Fe2O3? e) quantos gramas de Fe serão formados quando 18,6 g de CO reagirem?

Não me perguntem sobre os exercícios 16, 17 e 18, pois não sei o que aconteceu, acho que fugiram todos!

19) O camelo armazena a gordura triestearina, C57H110O6, em sua corcova. Assim como uma fonte de energia, a gordura é também uma fonte de água, pois, quando é usada, ocorre a reação:

2C57H110O6(s) + 163O2(g)114CO2(g) + 110H2O(l)

a) que massa de água poderá ser obtida a partir de 2,5 kg desta gordura?

2C57H110O6(s)+ 163O2(g) 114CO2(g) + 110H2O(l)
1.780 g ------------ 5.216 g-------- 5.016 g --------- 1.980 g
2.500 g------------------ x x = 2.780,9 g de 1.780 g C57H110O6 = 2,781 kg

1.780 g C57H110O6 ----------------- 1.980 g de H2O b) que massa de oxigênio é necessária para oxidar 2,5 kg de triestearina?

2.500 g-------------------- x x = 7.325,8 g de O2 = 7,326 kg

Deixar sem resolver o 20o, pois trata-se de reagente limitante e não comentei em sala de aula, ainda!

20) O vinho fica ácido quando etanol, C2H5OH, é convertido por oxidação em ácido acético, CH3COOH:

C2H5OH + O2CH3COOH + H2O

a) Se 20,0 g de etanol e 10,0 g de oxigênio estão confinados em uma garrafa de vinho, qual será o reagente limitante da reação de oxidação? b) Qual será a produção máxima de ácido acético?

21) As máscaras de oxigênio para produção emergencial de O2 contêm superóxido de potássio (KO2). Ele reage de acordo com a seguinte equação:

4KO2 + 2H2O + 4CO24KHCO3 + 3O2

a. Se uma pessoa usando uma máscara dessas exalar 0,85 g de CO2 por minuto, quantos mols de KO2 serão consumidos em 10,0 minutos?

4KO2 + 2H2O + 4CO24KHCO3 + 3O2

4 mols --- 2 mols -- 4 mols --- 4 mols ----- 3 mols

x----------- 0,85 g x = 0,0193 mol de KO2 / minuto

4 mols de KO2 ---------- 176 g de CO2

Em 10,0 minutos: 10 x 0,0193 = 0,193 mol de KO2 b. Quantos gramas de oxigênio serão produzidos em 1,0 hora?

Se é exalado 0,85 g de CO2 por minuto, em 1 hora serão exalados 0,85 x 60 = 51 g de CO2

51 g------------------------- x x = 27,8 g de O2 / hora

176 g de CO2 -------------------------- 96 g de O2 2) Brometo de prata, AgBr, foi preparado pela reação de 200,0 g de brometo de magnésio,

MgBr2, e uma quantidade suficiente de nitrato de prata, AgNO3. Calcule o rendimento percentual se 375,0 g de brometo de prata foram obtidos a partir da reação:

MgBr2 + 2AgNO3Mg(NO3)2 + 2AgBr

1 mol ------ 2 mols ----- 1 mol --------- 2 mols

200 g------------------ x x = 408 g de AgBr deveriam ser formados

Como apenas 375 g foram formados, o rendimento foi de: 408 g -------------------- 100%

375 g -------------------x x = 91,9%

23) A reação entre zinco metálico, Zn, e ácido nítrico, HNO3, dá origem aos produtos nitrato de zinco, Zn(NO3)2, monóxido de dinitrogênio, N2O e água, H2O, conforme mostra a equação balanceada abaixo:

4Zn + 10HNO34Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O

Quantos gramas de ácido nítrico são necessários para produzir 12,5 gramas de N2O?

4Zn + 10HNO34Zn(NO3)2 + N2O + 5H2O

7 4 mols ----10 mols ------ 4 mols ------- 1 mol --- 5 mols

630 g de HNO3 ---------------- 4 g de NO2 x ---------------- 12,5 g x = 179 g de HNO3

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