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Questão Valor Grau Revisão
1a 2,5 2a 2,5 3a 2,5 4a 2,5 Total 10,0 Dados R = 0,0821 atm L mol-1 K-1 T (K ) = T (°C) + 273,15 1 atm = 760,0 mmHg
O hidróxido de ouro (lll), Au(OH)3, é usado para cobrir a superfície de metais com uma camada de ouro. A reação que representa a obtenção de Au(OH)3 é:
2KAuCl4(aq) + 3Na2CO3(aq) +3H2O(l) 2Au(OH)3(aq) + 6NaCl(aq) + 2KCl(aq) + 3CO2(g)
Supondo que foram utilizados 50,00 g de KAuCl4 e 62,50 g de Na2CO3, responda as questões que se seguem, considerando que H2O é um dos reagentes que está em excesso.
a) Qual é o reagente limitante na reação? Mostre com cálculos.
b) Qual é a quantidade (em mol) consumida na reação, do reagente que está em excesso? Considere que este item não se refere ao reagente H2O.
c) Qual é a quantidade máxima (em massa) de Au(OH)3 que pode ser obtida na reação?
d) Calcule o rendimento da reação considerando que foram obtidos 28,0 g de Au(OH)3.
a) KAuCl4 + Na2CO3Au(OH)3 50,00g 62,50 g MM 377,9 106,0
377,9 g 1 mol KAuCl4 106,0 g 1 mol Na2CO3 50,00 g 0,132 62,50 g 0,590
A proporção estequiométrica é:
2 KAuCl4 3 Na2CO3
0,132 0,198 mol Na2CO3 ou 0,393 0,590
Precisamos de 0,198 mol de Na2CO3para reagir com todo KAuCl4 ou 0,393 mol de KAuCl4para reagir com todo Na2CO3 Só temos 0,132 mol de KAuCl4
O reagente limitante é o KAuCl4que está presente em quantidade (mol) menor que a estequiométrica para reagir com todo o Na2CO3disponível
b) Será consumido 0,198 mol de Na2CO3conforme cálculos acima. c) 0,132 mol KAuCl4pode gerar x mol de Au(OH)3
Se 2 mol KAuCl4geram 2 mol de Au(OH)3
0,132 mol de Au(OH)3 0,132 x 248 = 32,74 g MM = 248
d) x100 85,52% 32,74
Uma substância de fórmula geral HX reage com excesso de Ba(OH)2 segundo a reação I abaixo:
Reação I: 2HX(aq) + Ba(OH)2(aq) BaX2(s) + 2H2O(l)
Uma massa de 16,9 g do produto BaX2 é colocada em um frasco onde são adicionados 17,9 mL de solução aquosa de H2SO4(reação II).
Reação II: H2SO4(aq) + BaX2(s) BaSO4(aq) + 2HX(aq)
A solução de H2SO4 utilizada na reação ll foi preparada pela mistura de 50,0 mL de ácido sulfúrico comercial (d = 1,80 g mL-1, 70,0 % de H2SO4e 30,0% de H2O ambos em massa) com 200 mL de água, formando um volume final de 250 mL. O excesso de H2SO4 na reação II reage com exatamente 31,0 mL de solução aquosa de NaOH 0,100 mol L-1, conforme a reação III:
Reação III: H2SO4(aq) + 2NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2H2O(l) a) Calcule a fração molar de H2SO4no ácido sulfúrico comercial.
b) Calcule a concentração molar (mol L-1) da solução de H
2SO4utilizada na reação II.
a) Considerando 1000 mL de solução de H2SO4comercial, a massa obtida é: msoluto = Vsolução x d = 1000 mL . 1,8 g mL-1 = 1800g
desses 1800g, 70% é ácido sulfúrico (1260g) e 30% é água (540g) logo: 0,299 n n n X 1 1 1 s 4 s 4 SO s H 4 s mol . 18g 540g mol . 98g 1260g mol . 98g 1260g O H SO H SO H = + = + =
b) Para 1000 mL de solução tem-se 1260g de H2SO4, logo a molaridade de H2SO4 na solução comercial é: 1 1 . 1L 12,9mol L mol 98g 1260g MM.V m M= = =
Diluindo 50 mL dessa solução com água para formar 250 mL de volume final de solução, temos que a molaridade da solução resultante é:
1 1 L mol 2,58 mL 250 mL 50 x L mol 12,9 M= =
c) Para se obter a massa molar do HX, precisa-se saber a massa molar do BaX2. Assim precisa-se saber a quantidade de BaX2, em mol, que equivale os 16,9 g da substância.
Como a reação entre BaX2e H2SO4é 1 para 1 tem-se que:
1 HX 1 X x X Ba 1 (reagidos) 2 BaX (reagido) SO H 3 4 (excesso) SO H 1 1 o) (adicionad SO H (excesso) SO H o) (adicionad SO H (reagido) SO H BaX (reagido) SO H mol g 122 1 120,8 MM Logo, mol g 120,8 2 MM MM 241,6 137,3 378,9 MM MM MM mol 378,9g mol 0,0446 16,9g MM mol 0,0446 SO H n mol 0,0446 0,00155 0,0046 n mol 1,55x10 0,0031) x (0,100 2 1 NaO 2 1 n mol 0,046 L mol 2,58 x 0,179L M.V n n n n mas n n 2 2 2 BaX 2 BaX 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 4 2 2 4 2 = + = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =
A reação de peróxido de sódio (Na2O2) com dióxido de carbono (CO2) para a formação de carbonato de sódio (Na2CO3) e oxigênio (O2) ocorre conforme a equação abaixo:
2Na2O2(s) + 2CO2(g) 2Na2CO3(s) + O2(g)
Esta reação é usada em submarinos e veículos espaciais para eliminar o CO2 expirado e para gerar o O2necessário para a respiração. Considerando:
que a taxa de troca dos gases nos pulmões é de 4,0 L min-1; que a quantidade de CO2no ar expirado é de 3,8% em volume;
que tanto o CO2quanto o O2na reação acima são medidos a 25oC e 0,967 atm. Responda:
a) Qual é o volume (em mL) de O2produzido por minuto, considerando que a fonte do CO2é o ar expirado?
b) Qual é a taxa de consumo de Na2O2(em g h-1), assumindo que a reação acima é instantânea e tem um rendimento de 100%?
c) Calcule a massa de Na2O2necessária para reagir com 50 L de CO2. Obs. Considere que os gases se comportam idealmente.
25°C e 0,967 atm volume molar = 25,3 L
a) 4,0 min-1 CO2= 0,152 L min-1 ou 152 mL min-1 = 6x10-3 mol min-1
2CO2 1O2
6,0 x 10-3 mol min-1 O2= 3,0x10-3 mol min-1 76 mL min-1
b) CO2 6x10-3 mol min-1 =360 x 10-3 mol h-1 N2O2 0,360 mol h-1 = 28,1 g h-1
c) 25°C e 0,967 atm volume molar = 25,3 L 50,0L / 25,3 = 1,98 mol = mols N2O2
2 2O
Na
Em temperaturas próximas de 800oC o vapor d’água reage com o coque (uma forma de carbono obtida a partir do carvão) para formar os gases CO e H2, conforme a equação abaixo:
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) Kp= 14,1 a 800oC
A mistura de gases resultante é um importante combustível industrial chamado
gás d’água.
a) Quais as pressões parciais de H2O, CO e H2 na mistura em equilíbrio, a 800oC, quando a pressão inicial de H2O for 8,81 atm?
b) Qual é a pressão total no recipiente quando a mistura está em equilíbrio?
c) O que ocorre com o valor de Kp quando a quantidade de C(s) é aumentada? Explique. (Considere que não houve alteração significativa do volume da mistura de gases).
d) Calcule o valor de Kcpara a reação.
a) C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) Inicio (atm) 8,81 0 0 Reagem (atm) -x x x Equilíbrio (atm) 8,81-x x x atm 2,68 P atm 6,13 P P 3 , 0 2 x 6,13 x 2 26,4 14,1 -x 695 Q 0 124 14,1x x x 8,81 x . x 14,1 P P . P K O H H co 2 1 2 O H H CO p 2 2 2 2 = = = = = ± = = = + = = b) Ptotal =PCO+PH2 +PH2O =14,9
c) O valor de Kp não se altera. As concentrações de quaisquer reagentes e produtos sólidos são omitidos na expressão da constante de equilíbrio.
d) 0,160 88,1 14,1 RT K K 1 Qn (RT) K K p C Qn c p = = = = =
