01) Um analista precisa realizar a determinação de sulfato de tálio I presente em pesticidas utilizados na eliminação de ratos e de baratas. A dissolução de 10 g do pesticida em água, seguida da adição de iodeto de sódio em excesso, leva à precipitação de 1,2 g de iodeto de tálio I, de acordo com a equação química representada abaixo.
Tl2SO4(aq) + 2 NaI(aq) → 2 TlI(s) + Na2SO4(aq)
Qual é a porcentagem de pureza do pesticida, em massa, de sulfato de tálio I, na amostra do pesticida?
Resumo teórico
Porcentagem, em massa: representa a massa de uma substância presente em 100 gramas de uma mistura de substâncias. Porcentagem de pureza mostra a porcentagem, em massa, da substância considerada.
PESTICIDA: formado por sulfato de tálio e outras substâncias, logo precisamos calcular quanto do sulfato de tálio tem no pesticida e depois verificar qual é a porcentagem que esta quantidade representa.
Leitura molar: 1 mol de sulfato de tálio reage com 2 mols de iodeto de sódio produzindo 2 mols de iodeto de tálio, mais 1 mol de sulfato de sódio.
Cálculo da massa molar do sulfato de tálio.
Tl2SO4 => (2. 204) + (1 . 32) + (4 . 16) = 504 gramas / mol
2 TlI => (2 . 204) + (2 . 127) = 662gramas/mol
Leitura mássica: 504 gramas de sulfato de tálio reagem com iodeto de sódio formando 662 gramas de iodeto de tálio mais sulfato de sódio.
Resolução do exercício
Cálculo da massa de sulfato de tálio usada na produção de 1,2gramas de iodeto de tálio.
504 g ................... 662g
x g ...................... 1,2g
x = 0,91gramas
Cálculo da porcentagem de sulfato de tálio no pesticida.
10g .................. 100%
0,91g ............... x%
02) Num experimento 1000 quilogramas do minério hematita, composto por Fe2O3 mais impurezas refratárias, foram reduzidos com coque, em temperatura
muito elevada, segundo a reação representada abaixo:
Fe2O3 + 3C => 2Fe + 3CO
Supondo-se que a reação tenha sido completa, a massa de ferro puro obtida foi de 558 quilogramas. Pode-se concluir que a percentagem de pureza do minério é aproximadamente igual a:
Resumo teórico
O minério é formado basicamente por Fe2O3 + impurezas refratárias, logo se soubermos quanto tem de Fe2O3 poderemos calcular a pureza do minério.
Da reação tiramos que 160 gramas de Fe2O3 reage produzindo 112 gramas de ferro.
Resolução do exercício
x gramas de Fe2O3 ......... 588 . 103 g de Fe
x = 840 . 103 g de Fe2O3 é a quantidade que tem de Fe2O3 na amostra de minério ou 840 quilogramas.
Cálculo da pureza do minério.
1000kg ...................... 100%
840kg ........................ x%
x = 84%
03) Uma indústria queima diariamente 1200Kg de carvão(carbono) com 60% de pureza. Supondo que a queima fosse completa, o volume de oxigênio para esta queima nas CNTP seria de:
Resumo teórico e resolução do exercício
1,2 .106 g .............. 100%
x = 0,72 . 106g de carbono serão queimadas.
Reação: 1C + 1O2 => 1CO2
Leitura molar: 1 mol de carbono reage com 1 mol de oxigênio.
12g ...................... 22,4L
x = 1,32 . 106 litros de gás oxigênio
Leitura percentual: 1200Kg de carvão(carbono) com 60% de pureza, significa que 40% não é carvão e não vai queimar, precisamos saber qual a massa de carvão que realmente queimará.
Resolução: cálculo da quantidade de carbono disponível para queimar.
Resolução: cálculo da quantidade de carbono disponível para queimar.
1,2 .
x gramas ................. 60%
x = 0,72 . 106g de carbono serão queimadas.
Leitura molar: 1 mol de carbono reage com 1 mol de oxigênio.
Relação massa com volume: 12g de carbono reage com 22,4litros de gás oxigênio.
0,72 . 106g .......... x L
04) O gás hilariante (N2O) pode ser obtido pela decomposição térmica de nitrato de amônio (NH4NO3). Se de 4gramas do sal obtivermos 2,0g do gás hilariante, poderemos prever que a pureza do sal é da ordem de:
Resumo teórico
Reação: 1NH4NO3 => 1N2O + 1H2O
Relação: 1NH4NO3 para 1N2O
* 1 mol de nitrato de amônio se decompõe e produz 1 mol de gás hilariante.
Relação de massa com massa
Resolução do exercício
Massas molares:
1NH4NO3 = (14 .2) + (1 .4) + (3 .16) = 80g
1N2O = (2 .14) + (1 .16) = 44g
* 80g de nitrato de amônio se decompõe e produz 44g de gás hilariante.
Cálculo de quantos gramas de gás hilariante seriam produzidos por 4 gramas de nitrato de amônio.
80g ........... 44g
4g ................ x g
x = 2,2g deveriam ter sido produzidos, mas produziu 2g, logo é uma amostra impura.
Cálculo da pureza da amostra
2,2g .............. 100%
2,0g .............. x
1Cr2O3(s) + 3H2(g) => 2Cr(s) + 3H2O(g)
Qual o volume de gás hidrogênio, medido nas CNTP, necessário para purificar 5,0 gramas de óxido de cromo III contendo 15% de impurezas inertes será:
Resumo teórico
Relação: 1 mol Cr2O3(s) para 3 mols H2(g)
Resolução do exercício
Cálculo da massa de amostra pura( 85% ), pois o dado fornecido foi 15% de impureza.
5,0g ……….. 100%
x g ………..… 85%
x = 4,25g
Cálculo do volume de gás hidrogênio necessário:
1 mol de óxido de cromo III (152g/mol) reage com 3 moles de gás hidrogênio (67,2 litros ).
152g .............. 67,2 L
4,25g ............. x
x = 1,8 litros
06) Nas tecnologias de energias renováveis, estudos têm sido realizados com tintas fotovoltaicas contendo nanopartículas de dióxido de titânio, TiO2.
Essas tintas são capazes de transformar a energia luminosa em energia elétrica.
O dióxido de titânio natural pode ser obtido da ilmenita, um óxido natural de ferro e titânio minerado a partir das areias de praia.
A reação de obtenção do dióxido de titânio, a partir da ilmenita, é representada pela reação abaixo já ajustada.
A massa de dióxido de titânio que pode ser obtida, a partir de uma tonelada de areia bruta com 5% de ilmenita, é, aproximadamente igual a:
(Dados: TiO2 = 80g.mol-1 e FeTiO3 = 152g.mol-1)
Resumo teórico e resolução do exercício
Para calcular a massa de dióxido de titânio precisamos da massa da ilmenita (FeTiO3), que corresponde a 5% da areia bruta.
Lembrando que 1 tonelada = 1.000quilogramas = 1.000.000gramas.
1.000.000g ............. 100%
x gramas ................ 5%
x = 50.000gramas de ilmenita
Da reação tiramos que 2 . 152=304gramas de ilmenita reage e
forma 2 . 80 = 160gramas de dióxido de titânio.
304g (FeTiO3) ................. 160g (TiO2)
50.000(FeTiO3) ............ x gramas (TiO2)
x = 26.300 gramas = 26,3 kg
Essas tintas são capazes de transformar a energia luminosa em energia elétrica.
O dióxido de titânio natural pode ser obtido da ilmenita, um óxido natural de ferro e titânio minerado a partir das areias de praia.
A reação de obtenção do dióxido de titânio, a partir da ilmenita, é representada pela reação abaixo já ajustada.
2 FeTiO3 + 4 HCl + Cl2 → 2 FeCl3 + 2 TiO2 + 2 H2O
(Dados: TiO2 = 80g.mol-1 e FeTiO3 = 152g.mol-1)
Resumo teórico e resolução do exercício
Para calcular a massa de dióxido de titânio precisamos da massa da ilmenita (FeTiO3), que corresponde a 5% da areia bruta.
Lembrando que 1 tonelada = 1.000quilogramas = 1.000.000gramas.
1.000.000g ............. 100%
x gramas ................ 5%
x = 50.000gramas de ilmenita
Da reação tiramos que 2 . 152=304gramas de ilmenita reage e
forma 2 . 80 = 160gramas de dióxido de titânio.
304g (FeTiO3) ................. 160g (TiO2)
50.000(FeTiO3) ............ x gramas (TiO2)
x = 26.300 gramas = 26,3 kg
07) A substituição de aço por alumínio permite a fabricação de veículos mais leves, com consequente redução do consumo de combustíveis e aumento da resistência à corrosão. Modelos mais recentes já empregam em torno de 90 quilogramas de alumínio por unidade produzida. O alumínio é geralmente extraído da bauxita, minério que contém Al2O3.
Quantos automóveis podem ser produzidos com o alumínio obtido a partir de 2.040 quilogramas de bauxita, com 50% de Al2O3.
Resumo teórico e resolução do exercício
Cálculo da quantidade de Al2O3 disponível em 2.040 kg de bauxita.
2.040kg ............... 100%
x kg .................... 50%
x= 1020 kg de Al2O3
Leitura mássica: a massa de um mol de Al2O3 pode produzir uma massa correspondente a 2 mols de alumínio.
Al2O3 = (2 . 27g) + (3 . 16g) = 102 gramas por mol
2 Al = 2 . 27g = 54 gramas é a massa de alumínio existente em 102 gramas de Al2O3
Cálculo da quantidade de alumínio existente em 1020 kg ou 1.020.000 gramas de Al2O3
102g Al2O3 ................ 54g Al
1.020.000 Al2O3 ........ x g Al
x = 540.000 g ou 540 kg de alumínio
Cálculo da quantidade de automóveis a ser produzida com essa quantidade de alumínio.
1 automóvel ................. 90kg
x automóveis ............... 540 kg
x = 6 automóveis
Resumo teórico e resolução do exercício
Cálculo da quantidade de Al2O3 disponível em 2.040 kg de bauxita.
2.040kg ............... 100%
x kg .................... 50%
x= 1020 kg de Al2O3
Leitura mássica: a massa de um mol de Al2O3 pode produzir uma massa correspondente a 2 mols de alumínio.
Al2O3 = (2 . 27g) + (3 . 16g) = 102 gramas por mol
2 Al = 2 . 27g = 54 gramas é a massa de alumínio existente em 102 gramas de Al2O3
Cálculo da quantidade de alumínio existente em 1020 kg ou 1.020.000 gramas de Al2O3
102g Al2O3 ................ 54g Al
1.020.000 Al2O3 ........ x g Al
x = 540.000 g ou 540 kg de alumínio
Cálculo da quantidade de automóveis a ser produzida com essa quantidade de alumínio.
1 automóvel ................. 90kg
x automóveis ............... 540 kg
x = 6 automóveis
08) Uma das formas de produção da amônia é a partir da reação entre a cal viva (óxido de cálcio) e o cloreto de amônio. Veja essa reação a seguir:
CaO(s) + 2 NH4Cl(s) → 2 NH3(g) + H2O(l) + CaCl2(s)
Se 10,5 g de uma amostra de cal viva foram colocados para reagir com excesso de cloreto de amônio e foram produzidos 5,1 g de amônia. Qual é o grau de pureza em óxido de cálcio dessa amostra de cal viva usada?
Resumo teórico
Porcentagem, em massa: representa a massa de uma substância presente em 100 gramas de uma mistura de substâncias. Grau de pureza mostra a porcentagem, em massa, da substância considerada.
Resolução do exercício
Massas de óxido de cálcio e de gás amônia que participam da reação;
1 CaO = (1 .40) + (1 . 16) = 56 gramas
2 NH3 = 2 .[(1 . 14) + (3 .1)] = 34 gramas
Leitura mássica: 56 gramas de óxido de cálcio (CaO) reagem e produzem 34 gramas de gás amônia (NH3).
Cálculo da quantidade de gás amônia (NH3) que deveria ter produzido considerando amostra pura, ou seja, 100%
56 g CaO ................ 34 g NH3
10,5 g CaO ............ x g NH3
x= 6,375 gramas de gás amônia (NH3) deveriam ser produzidas, mas produziu 5,1 gramas, logo a amostra de cal viva é impura.
Cálculo do grau de pureza.
6,375g ............... 100% ( amostra pura)
5,1 g .................. x % de pureza
x = 80% é o grau de pureza da amostra de cal viva, ou seja 80% é de óxido de cálcio e 20% são consideradas impurezas.
09) O dióxido de titânio é um pó branco, sendo o pigmento mais utilizado no mundo em tintas para superfícies metálicas e em plásticos. Ele apresenta muitas vantagens, como alta durabilidade e resistência ao calor. Esse composto passa por análises de pureza, e uma delas consiste em reagir uma amostra sua com trifluoreto de bromo com a formação de oxigênio como um dos produtos, como mostra a reação logo mais abaixo. A massa de oxigênio produzida é determinada e, com isso, pode-se verificar a pureza do dióxido de titânio.
3 TiO2(s) + 4 BrF3(l) → 3 TiF4(s) + 2 Br2(l) + 3 O2(g)
Se 50 g de uma amostra de dióxido de titânio foram analisados dessa forma, tendo sido produzidos 14g de gás oxigênio. Qual é a porcentagem, em massa, de dióxido de titânio nessa amostra?
(Dadas as massas molares em g/mol: Ti = 47,88; O = 16; Br = 79,9; F = 19).
Resumo teórico
Porcentagem, em massa: representa a massa de uma substância presente em 100 gramas de uma mistura de substâncias.
Resolução do exercício
As substâncias envolvidas são dióxido de titânio e gás oxigênio.
Vamos calcular as massas de cada uma das substâncias envolvidas seguindo os coeficientes estequiométricos da reação.
3TiO2 = 3 . [(1 . 48) + (2 . 16)] = 240 gramas
3O2 = 3 . (2 .16) = 96 gramas
Vamos calcular a massa de oxigênio que deveria ter sido produzida por 240 gramas de dióxido de titânio.
240g TiO2 ................ 96g O2
50g TiO2 ................ x g O2
x = 20gramas se a amostra fosse pura (100%), mas produziu 14 gramas, logo é impura.
Cálculo do grau de pureza da amostra.
20g TiO2 ............. 100%
14g TiO2 ............. x %
x = 70% é o grau de pureza da amostra.
10) Uma indústria adquire hidróxido de sódio impuro como matéria-prima para o seu processo. Segundo as normas da empresa, devem ser recusadas as remessas com teor de NaOH inferior a 80%. Três amostras designadas por I, II e III, contendo cada uma 5 gramas do produto são analisadas com H2SO4, sendo as massas de ácido consumidas na neutralização indicadas na tabela abaixo:
Tabela de exercício sobre amostras com impurezas
Do resultado da análise depreende-se que a(s) amostra(s) aprovada(s) foi (foram) a de númer?
Resumo teórico
Teoria de neutralização ácido x base: 1 mol de íons hidrogênio (H1+) neutralizam um mol de íons hidroxila(OH-1) produzindo um mol de moléculas de água.
Relação estequiométrica de neutralização entre o ácido e a base citados.
1 mol de NaOH pode produzir até 1 mol de íons hidroxila (OH-1)
1 mol de H2SO4 pode produzir até 2 mols de íons hidrogênio (H1+), logo a proporção de neutralização total é: 2 mols de NaOH neutralizam 1 mol de H2SO4 ou 80 gramas de NaOH neutraliza 98 gramas de H2SO4.
Resolução do exercício
Massa necessárias a neutralização total.
2 NaOH = 2 .[(1 . 23) + (1 . 16) + (1 . 1)] = 80 gramas
1 H2SO4 = (2 . 1) + (1 . 32) + (4 . 16)] = 98 gramas
Cálculo da quantidade, em gramas, de ácido gasto na neutralização da amostra básica.
98g H2SO4 .................. 80g NaOH
x g H2SO4 ..................... 5 g NaOH
x = 6,125 gramas de ácido neutralizaram os 5 gramas da base.
Cálculo da porcentagem de NaOH da amostra I
6,125g ............... 100%
4,98g ................ x %
x = 81,3, acima do recomendado, logo aprovada.
Cálculo da porcentagem de NaOH da amostra II
6,125g ............... 100%
4,63g ................. x %
x = 75,6%, abaixo do recomendado, logo não foi aprovada.
Cálculo da porcentagem de NaOH da amostra III
6,125g ............... 100%
4,52g ................. x %
x = 73,8%, abaixo do recomendado, logo não foi aprovada.
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