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QUÍMICA - CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão) II

02. (Fuvest-SP) 160 g de uma solução aquosa saturada de sacarose a 30 °C são resfriados a 0 °C. Quanto do açúcar cristaliza?
 

a) 20 g    b) 40 g    c) 60 g    d) 64 g    e) 90 g

Resolução

 

A sacarose representa o soluto e o H2O o solvente, portanto devemos somá-los para obter a massa da solução.
30 °C è 220g de sacarose/100g H2O são 320 g de solução
0 °C è 180g de sacarose/100g H2O são 280 g de solução


320 g solução __________ 280 g de solução
160 g solução __________                x

32x = 280 . 16

x = 280/2

x = 140 g de solução a 0 °C

 

A 0 °C 180g são de sacarose e são de 100g são H2O

280 g solução ---- 180 g sacarose

140 g solução ---- x g sacarose

280x = 140 . 180

280x = 25200

x = 90 g de sacarose e 50g são H2O resultando 140 g solução.


Cristalizam 20 g de sacarose. Porque? Por que a solução a 30 °C eram 160 gramas e a 0 °C se transformaram em 140 gramas, portanto cristalizaram 20 gramas.
Resposta: A

 

02. 40 g de KNO3 foram dissolvidos em 190 mL de H2O, formando 200 mL de solução. Determine a concentração em g/L e a densidade em g/mL desta solução.

Resolução

(1) KNO3
(2) H2O
m1 = 40 g
V2 = 190 mL
V = 200 mL
Cg/L = ?
dg/mL = ?

C = m/V à C = 40g/0,2L à C = 200g/L

d = m/V à d = 230g/200ml à d = 1,15g/ml


 

01. Calcule a massa de H2SO4 necessária para preparar 100 mL de solução 0,4 M.
Dados: H2SO4 = 98 g/mol

Resposta


(1) H2SO4
(2) H2O
m1 = ?
V = 100 mL = 0,1 L
M = 0,4 M
M1 = 98 g/mol

M = n/V    &    n = m/M      temos:

M = m1 / M1 . V

m1 = M . M1 . V

m1 = 0,4M . 98g/mol . 0,1L

m1 = 3,92g

 

02. Determine a concentração molar em relação aos íons Al3+(aq.) e SO2-4(aq.) presentes numa solução 0,8 M
de Al2(SO4)3.


(1) Al2(SO4 )3
(2) H2O
M = 0,8 M

2 Al3+(aq.) + 3 SO2-4(aq.)  à  1Al2(SO4)3

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

2.0,8 ------ 3.0,8 ------------- 1.0,8

1,6 M ----- 2,4 M ------------- 0,8 M


01. (Unitau-SP) Para matar baratas, precisamos fazer uma solução aquosa a 30% de ácido bórico (d = 1,30 g/cm3), com concentração molar de: (Dados: H = 1, B = 10,8, O = 16)

a) 6,3 M                      d) 5,0 M

b) 6,0 M                      e) 4,5 M
c) 5,5 M


Primeiro é necessário saber qual é a fórmula do ácido bórico: H3BO3 e depois calcular a massa molar: 3.1 + 10,8 + 3.16 = 13,8 + 48 = 61,8 g/mol

 

Supondo um recipiente de 1000ml podemos usar a seguinte fórmula:

d = m/V    &    M = n/V    à     M = n/(m/d)    à    M = n.d/m    à     M . m = n.d

M . m = n.d

M . 61,8 = 1000 . 1,3 . 0,3

M = 6,3 M

Resposta: A

02. (Unicamp-SP) Num refrigerante do tipo “cola”, a análise química determinou uma concentração de íons de fosfato (PO3-4) igual a 0,15 g/L. Qual a concentração de fosfato, em mols por litro, neste refrigerante?

Dados: massas atômicas relativas: P = 31; O = 16.

Resposta
PO3-4 = 31 + 16.4 = 31 + 64 = 95g/mol

 

C = M . M

0,15g/L = M . 95g/mol

M = 0,15 / 95

M = 15 / 9500

M = 15 / 9500 = 0,001578

M = 1,58 . 10-3mol/L

 

03. (UnB-DF) A partir de uma solução de hidróxido de sódio na concentração de 25 g/L, deseja-se obter 125 mL dessa solução na concentração de 10 g/L. Calcule, em mililitros, o volume necessário da solução inicial para esse processo. Despreze a parte fracionária de seu resultado, caso exista.

Resolução


C = 25 g/L
V = ?
C’ = 10 g/L
V’ = 125 mL
C · V = C’ · V’
25 · V = 10 · 125

V = 50ml

 

04. (UEL-PR) Os 300 mililitros de solução contendo 0,01 mol/L de sulfato cúprico são cuidadosamente aquecidos até que o volume da solução fique reduzido a 200 mililitros. A solução final, tem concentração, em mol/L, igual a

a) 0,005         d) 0,016

b) 0,010         e) 0,018
c) 0,015

Resolução

C = 0,01mol/L
V = 300ml
C’ = ?
V’ = 200mL
C · V = C’ · V’

0,01 . 300 = C . 200

C = 0,03/2

C = 0,015mol/L

Resposta: C


01. 1 L de solução de ácido sulfúrico 2,0 M (196 g/L) são misturados com 2,0 L de solução 1,0 M (98 g/L) do mesmo ácido. Calcule:
a) a concentração em g/L da solução resultante.

b) a concentração em mol/L da solução resultante.

Resolução

 

Cálculo da nova concentração:
CA · VA + CB · VB = Cf · Vf
196 · 1,0 + 98 · 2 = Cf · 3,0

Cf = 130,67 g/L


b)

Cálculo da nova concentração molar:

MA · VA + MB · VB = Mf · Vf
2  · 1,0 + 1  · 2 =
M
f · 3,0

Mf = 1,33 g/L

 

02. (UEL-PR) Misturam-se 200 mililitros de solução de hidróxido de potássio de concentração 5,0 g/L com 300 mililitros de solução da mesma base com concentração 4,0 g/L. A concentração em g/L da solução final vale:
a) 0,50         b) 1,1      c) 2,2      d) 3,3          e) 4,4

Resolução

C’ = 5,0 g/L
V’ = 200 m/L
C” = 4,0 g/L
V” = 300 m/L
C = ?
V = 200 + 300 = 500 mL
C’ · V’ + C” · V” = C · V
5 · 200 + 4 · 300 = C · 500
C = 4,4 g/L

 03. (EEM-SP) Tem-se uma solução 0,4 M de um ácido que se deseja transformar em solução 0,5 M, pela mistura com uma solução 2 M do mesmo ácido. Calcular o volume de solução 2 M a ser utilizada para obter 200 mL de solução 0,5 M.

Resolução

Equação 1

M’ · V’ + M” · V” = M · V

0,4 · 2’ + M” · V” = 0,5 · 200

 

Equação 2

V = V’ + V”
200 = V’ + V”

(II) em (I) fica:
0,4 · (200 – V”) + 2 V” = 100
80 – 0,4 V” + 2 V” = 100
1,6 V” = 20
V” = 12,5 mL

 

03 - Misturam-se para reagir 1,0 L de solução 2,0 M de NaOH, com 0,5 L de solução 4,0 M de HCl.
a) A solução final, após a mistura, será ácida, básica ou neutra?
b) Calcule a concentração molar da solução final em relação ao sal formado.

Esquematicamente, temos:

 

 

Resolução


1o passo: montar a equação envolvida na mistura, balanceá-la e relacionar os coeficientes com quantidades em mols de reagentes e produtos.

1NaOH(aq.) + 1HCl(aq.) à 1NaCl(aq.) + 1H2O(l)

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

2o passo: determinar a quantidade em mols de cada soluto nas soluções a serem misturadas.

n = M . V

nb = 2 . 1 = 2

na = 4 . 0,5 = 2


3o passo: verificar se a quantidade de cada reagente (em mols) está na proporção indicada pela equação do problema.

1NaOH(aq.) + 1HCl(aq.) à 1NaCl(aq.) + 1H2O(l)

1mol --------- 1mol ------ 1mol ------ 1mol (esta proporção não pode ser alterada)

2mols -------- 2mols ---- xmolx

Como as quantidades do NaOH e do HCl estão na proporção correta, todo ácido e toda base irão reagir (não haverá excesso), produzindo 2 mols de NaCl, que estarão dissolvidos em 1,5 L de solução (volume da solução final).

Respostas
a) A solução final será neutra.

b) M = n/V

M = 2mols/1,5L

M = 1,33M

 

01. (Efei-MG) Um aluno de engenharia estava trabalhando no laboratório de química e preparou uma solução ácida de concentração 0,1 mol/L de H2SO4 para uso geral. Após seu uso, precisou descartá-la. No entanto, ao invés de descartar diretamente na pia uma solução de pH tão ácido, ele teve o cuidado de primeiro neutralizar esta solução. Qual o volume de uma solução NaOH 0,1 mol/L necessário para neutralizar 250 mL da solução ácida?

Resolução

H2SO4 à 0,1 mol/L à 0,25Litros

NaOH à 0,1 mol/L à x Litros

 

M = n/V

0,1 = n/0,25

n = 0,025mol

 

H2SO4     +     2NaOH à NaSO4 + 2H2O

1mol    ------   2mols

0,025mol ---   xmols

x = 0,05mols NaOH

 

M = n/V

0,1 = 0,05/V

V = 0,5 Litros de NaOH para neutralizar a solução

 

02. (UFRRJ-RJ) Foram misturados 50 mL de solução aquosa 0,4 molar de ácido clorídrico, com 50 mL de solução de hidróxido de cálcio, de mesma concentração.

a) Ao final da reação, o meio ficará ácido ou básico? Justifique sua resposta com cálculos.
2HCl(aq) + Ca(OH)2(aq) 
à  CaCl2(aq) + H2O(l)

M = n/V

0,2 = n/0,05

n(HCL) = 0,02mol

n(Ca(OH)2) = 0,02mol

 

Pela equação:

2 mols HCl        à  1 mol Ca(OH)2

0,02 mols HCl   à   x

x = 0,01 mol Ca(OH)2

Portanto com 0,02 mols de HCl irão reagir apenas 0,01 mol de Ca(OH)2 e 0,01 mol de Ca(OH)2 irá sobrar, deixando a solução básica.

 

b) Calcule a concentração molar do reagente remanescente na mistura.

São misturados 50ml do ácido com 50ml da base formando 100 ml de solução.

n = 0,01 mol

V = 100ml = 0,1Litro

M = n/V

M = 0,01/0,1

M = 0,1 mol/Litro

 

01. (Unicamp-SP) Um botijão de gás de cozinha, contendo butano, foi utilizado em um fogão durante um certo tempo, apresentando uma diminuição de massa de 1,0 kg. Sabendo-se que: C4H10(g) + 6,5 O2(g) = 4 CO2(g) + 5 H2O(g)
ΔH = –2900 kJ/mol

Dados: o volume molar de um gás ideal a 25 °C e 1,0 atm é igual a 24,51 litros.
Massas atômicas relativas: C = 12; H = 1.
a) Qual a quantidade de calor que foi produzida no fogão devido à combustão do butano?

Ocorre consumo de 1,0 kg de gás butano, que corresponde a 1 000 g.

1 mol C4H10(g) ------- 2900KJ

58g   ------- 2900KJ

1000g ------ x

x = 5 . 104KJ


b) Qual o volume, a 25 °C e 1,0 atm, de butano consumido?

volume molar = 24,51 L/mol

58g   ------- 24,51 L

1000g ------ x

x = 422,58 L

02. (UFSC-SC) Observe as equações que representam a formação da água, a partir de seus elementos. Assinale a única proposição falsa.

H2(g) + ½ O2(g) à H2O(s)
ΔH1 = –70 kcal/mol.


H2(g) + ½ O2(g) à H2O(l)
ΔH2 = –68,3 kcal/mol.


H2(g) + ½ O2(g) à H2O(v)
ΔH3 = –57,8 kcal/mol.


01. O sinal negativo indica que as reações são exotérmicas. Verdadeira à ΔH< 0 è reação exotérmica
02. A transformação H2O(v) à H2O(l) libera 10,5 kcal/mol. Verdadeira
04. O calor de solidificação da água vale – 12,2 kcal/mol. Falsa à A solidificação da água libera 1,7 kcal.
08. 1 mol de H2O(v) contém mais energia que 1 mol de H2O(l). Verdadeira
16. A formação de água a partir do hidrogênio libera calor. Verdadeira. à Os três processos apresentam variação de entalpia menor que zero; portanto, processos exotérmicos.

 

01. Calcule o ΔH da reação: C2H2(g) + 5/2 O2(g) à 2CO2(g) + H2O(l)
Dados

C2H2(g) à Calor de formação = + 54,1 kcal/mol

CO2(g) à Calor de formação = - 94,1 kcal/mol

H2O(l) à Calor de formação = - 68,3 kcal/mol

Resolução

Hi = C2H2(g) + 5/2 O2(g)

Hi = 54,1 + 5/2 · zero
Hi = +54,1Kcal

Hf = 2CO2(g) + H2O(l)
Hf = 2·(–94,1) + (–68,3)
Hf = –256,5Kcal

ΔH = Hf – Hi
ΔH = –256,5 –(+54,1)
ΔH = –310,6Kcal/mol C2H2

 

 

Porém, para calcularmos o ΔH de uma reação, usando valores de energia de ligação, devemos observar que se para romper ligações há absorção de energia (processo endotérmico), para formar, há liberação de energia (processo exotérmico).

Cl2(g) à 2Cl(g)               ΔH = +58 kcal
2Cl(g) à Cl2(g)               ΔH = – 58 kcal

O ΔH será o saldo energético entre o calor absorvido no rompimento das ligações entre os átomos dos reagentes e o calor liberado na formação das ligações entre os átomos dos produtos.


Calcular o ΔH da reação: C2H4(g) + H2(g) à C2H6(g)
conhecendo-se as seguintes energias de ligação, em kcal/mol.

C = C ... + 146,8
C — H ... + 98,8
C — C ... + 83,2
H — H ... + 104,2

Resolução

Total de ligações quebradas: Hi = (98,8 . 4) + 146,8 + 104,2 = 646,2

Total de ligações formadas: Hf = 83,2 + (98,8 . 6) = 676

ΔH = Hf – Hi

ΔH = 676 – 646,2

ΔH = 29,8 kcal

Porém, observando cuidadosamente a reação, podemos perceber que apenas houve o rompimento de uma ligação C = C (+ 146,8) e uma H – H (+ 104,2) enquanto formou-se uma ligação C – C (– 83,2) e duas C – H (2 · (– 98,8)):

Somando-se os valores, obtemos o ΔH:

ΔH = + 146,8 + 104,2 – 83,2 – 197,6
ΔH = – 29,8 kcal


01. Sabendo-se que:
I. S(romb) + O2(g) à SO2(g)                ΔH = –71 Kcal
II. SO2(g) + ½ O2(g) à SO3(g)     ΔH = –23,4 Kcal

 

Calcule o ΔH da reação:
III. S(romb) + 3/2 O2(g)
à SO3(g)

Resolução

Para encontrarmos o ΔH, devemos arrumar as duas equações (I e II) cujos ΔH são conhecidos, de tal forma que a soma dê a equação III. Observando a equação III, notamos que devemos ter reagentes S(romb) + 3/2 O2(g) e produto SO3(g).
Observando agora as duas equações de ΔH conhecidos, notamos que a equação I tem reagente S(romb) + O2(g) e que a equação II tem produto SO3(g), de onde concluímos que basta somar as equações I e II, eliminando os termos em comum, para termos como resultado a equação III:

S(romb) + O2(g) à SO2(g)                ΔH = –71 Kcal
SO2(g) + ½ O2(g) à SO3(g)          ΔH = –23,4 Kcal

---------------------------------------------------------------------
S(romb) + 3/2 O2(g)
à SO3(g)          ΔH = –94,4 Kcal

 

02. Sabendo-se que:
I. C(s) + O2(g)
à CO2(g)         ΔH = –94 Kcal
II. H2(g) + ½ O2(g) à H2O(l)    ΔH = -68 Kcal
III. 3C(s) + 4H2(g) à C3H8(g)   ΔH = –33,8 Kcal

Calcule o ΔH da reação:
IV. C3H8(g) + 5O2(g) à 3CO2(g) + 4H2O(l)

Resolução

Devemos arrumar as equações I, II e III de modo que a soma delas seja a equação IV. Para obtê-la, devemos ter:


a) reagente: C3H8 à para isso devemos inverter a equação III, invertendo também o ΔH.
III. C3H8(g) à 3C(s) + 4H2(g)  ΔH = +33,8 Kcal


b) reagente: 5 O2 à como O2 aparece em duas equações, deixamos para acertá-lo no final.

c) produto: 3 CO2 à para isso multiplicamos a equação I por 3, multiplicando também o valor do ΔH.
I. 3C(s) + 3O2(g) à 3CO2(g)         ΔH = –282 Kcal


d) produto: 4 H2O à para isso multiplicamos a equação II por 4, multiplicando também o valor do ΔH.
II. 4H2(g) + 2O2(g) à 4H2O(l)    ΔH = -272 Kcal

Assim teremos:

I. 3C(s) + 3O2(g) à 3CO2(g)                        ΔH = –282 Kcal

II. 4H2(g) + 2O2(g) à 4H2O(l)                      ΔH = -272 Kcal

III. C3H8(g) à 3C(s) + 4H2(g)                       ΔH = +33,8 Kcal

-----------------------------------------------------------

Somando, temos:
IV. C3H8(g) + 5O2(g) à 3CO2(g) + 4H2O(l)   ΔH = -520,2 Kcal

 

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