CÁLCULOS SEM REAÇÃO

(UFRGS 2020) O ácido cítrico, presente em quase todos os seres vivos, é um ácido fraco, encontrado em grande quantidade nas chamadas frutas cítricas. Sabe-se que sua massa molar é 192 g mol^-1 e que a sua composição percentual em massa é de 37,5% de carbono, 58,3% de oxigênio e o restante de hidrogênio. Sua fórmula molecular é, portanto,

(A) C₅H₅O₇.                 (B) C₅H₆O₇.                   (C) C₆H₈O₇.

(D) C₆H₉O₈.                 (E) C₇H₁₂O₆.

Resumos dos conteúdos solicitados

Composição percentual(centesimal): representa a parte de um elemento por 100 partes do composto.

37,5% de Carbono: significa que em cada 100 gramas de ácido cítrico teremos 37,5 gramas de Oxigênio

58,3% de Carbono: significa que em cada 100 gramas de ácido cítrico teremos 58,3 gramas de Carbono.

4,2% de Hidrogênio: calculada somando a composição percentual de Oxigênio mais Carbono e diminuindo de 100. Significa que em cada 100 gramas de ácido cítrico teremos 4,2 gramas de Hidrogênio.

 

Resolução

Como a massa molar foi fornecida ela corresponde a 100% da massa do composto, então basta calcular a massa considerando a porcentagem de cada elemento.

Carbono:  192g ............ 100%

                   X g ............ 37,5%

                 X = 72 gramas

A massa molar do Carbono é 12gramas, logo em 72 gramas teremos quantos mols de Carbono

1 mol ...................  12g

X mols ..................  72g

X = 6 mols de Carbono, representado na fórmula assim: C₆

 

Oxigênio:  192g ............ 100%

                   X g ............. 58,3%

                 X = 111,9 gramas

 A massa molar do Oxigênio é 16gramas, logo em 52,47 gramas teremos quantos mols de Carbono

1 mol ...................  16g

X mols ..................  111,9g

X = 7 mols de Oxigênio, representado na fórmula assim: O₇

OBS: Não precisava fazer o Hidrogênio pelas alternativas dadas.

Fórmula molecular = C₆H₈O₇

Resposta: letra C

01)  Em 2012, após décadas de pesquisas, cientistas anunciaram, na Suíça, terem detectado uma partícula compatível com o denominado bóson de Higgs, partícula que dá origem à massa. Essa partícula foi detectada no maior acelerador de partículas do mundo, o Large Hadron Collider (LHC), onde são realizadas experiências que consistem em acelerar, em direções opostas, feixes de prótons em velocidades próximas à da luz, fazendo-os colidirem entre si para provocar sua decomposição. Nos experimentos realizados no LHC, são injetados, no acelerador, feixes contendo cerca de 100 bilhões de prótons, obtidos da ruptura de átomos de hidrogênio. Para obter 100 bilhões de prótons, é necessária uma quantidade de átomos de hidrogênio, em mols, de aproximadamente,

Resumo teórico

Cada átomo de hidrogênio é formado por 1 próton e cada mol de átomos de hidrogênio é formado por 1 mol ou 6,02 .10²³ prótons.

100 bilhões de prótons é igual a 100 . 10⁹ prótons ou 1 .10¹¹ prótons

Resolução do exercício

1 mol de átomos ................ 6,02 .10²³ prótons
x mols de átomos .............. 1 .10¹¹ prótons

x = 1,66 . 10^-13 mols de átomos de hidrogênio

02) A hemoglobina é uma metaloproteína que contém 0,35% de Fe em massa. Ela está presente nos glóbulos vermelhos e permite o transporte de oxigênio pelo sistema circulatório. Sabendo-se que a molécula de hemoglobina contém 4 átomos de Fe, sua massa molar é de aproximadamente

Resumo teórico e resolução do exercício

Precisamos calcular a massa de ferro que corresponde a 035% da hemoglobina e depois achar o valor para 100% que será a massa molar de hemoglobina.

6,02 . 10²³ átomos de ferro .............  56 gramas(tabela periódica)
4 átomos de ferro ...........................  x gramas

x = 37,2 . 10^-23 gramas de ferro é o que contém cada molécula de hemoglobina.

Lembrando que 1 mol de moléculas de hemoglobina é igual a 
6,02 . 10²³ moléculas e queremos calcular a massa molar da hemoglobina.

     hemoglobina                                 ferro
1 molécula .................................. 37,2 . 10^-23 gramas
6,02 . 10²³ moléculas ................... x gramas

x = 224 gramas de átomos de ferro que corresponde a 0,35% da hemoglobina

Cálculo da massa molar da hemoglobina que será 100%.

224gramas ...............  0,35%
x gramas ..................  100%

x = 64.000 gramas

03) Nas últimas décadas, o efeito estufa tem-se intensificado de maneira preocupante, sendo esse efeito muitas vezes atribuído à intensa liberação de CO₂ durante a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. 

O quadro traz as entalpias-padrão de combustão a 25ºC (ΔH ) do metano, do butano e do octano. 

Composto / Fórmula molecular / Massa molar (g/mol)  / ΔH (kJ/mol) 

Metano               CH₄                           16                      - 890 

Butano               C₄H₁₀                        58                      - 2.878 

Octano               C₈H₁₈                        114                    - 5.471 

À medida que aumenta a consciência sobre os impactos ambientais relacionados ao uso da energia, cresce a importância de se criar políticas de incentivo ao uso de combustíveis mais eficientes. Nesse sentido, considerando-se que o metano, o butano e o octano sejam representativos do gás natural, do gás liquefeito de petróleo (GLP) e da gasolina, respectivamente, então, a partir dos dados fornecidos, é possível concluir que, do ponto de vista da quantidade de calor obtido por mol de gás carbônico (CO₂) gerado, a ordem crescente desses três combustíveis é: 

Resumo teórico e resolução do exercício

Na reação de combustão completa todos os carbonos do hidrocarboneto formarão gás carbônico após reagir com o oxigênio, ou seja: o metano (CH₄) formará um mol de gás carbônico, o butano (C₄H₁₀) formará 4 mols de gás carbônico e o Octano (C₈H₁₈) formará 8 mols de gás carbônico.

Metano => ΔH = - 890 kJ/mol: significa que na combustão ocorre liberação de 890 quilojoules por mol de metano queimado ou por mol de gás carbônico produzido.

Calor obtido = -890 / 1 = - 890 kJ: significa que libera 890 quilojoules por mol de gás carbônico formado.

Butano => ΔH = - 2.878 kJ/mol: significa que na combustão ocorre liberação de 2.878 quilojoules por mol de butano queimado ou ao formar 4 mols de gás carbônico,  logo para calcular por mol basta dividir o valor da energia liberada por 4.

Calor obtido = -2.878 / 4 = -719,5 kJ: significa que libera 719,5 quilojoules por mol de gás carbônico formado.

Octano => ΔH = - 5.471 kJ/mol: significa que na combustão ocorre liberação de 5.471 quilojoules por mol de octano queimado ou ao formar 8 mols de gás carbônico,  logo para calcular por mol basta dividir o valor da energia liberada por 8.

Calor obtido = -5.471 / 8 = 683,9 kJ: significa que libera 683,9 quilojoules por mol de gás carbônico formado.

A ordem crescente é: gasolina(octano), GLP(butano) e gás natural(metano). 

04) Que massa, em gramas, de gás hidrogênio nas CNTP poderia estar contido num recipiente que comporta 4,0 gramas de gás oxigênio nas CNTP ?

Resumo teórico

Lembrando que: um mol de qualquer gás nas CNTP ocupam um volume medido de 22,4 litros, ou seja quantidades iguais, em mols ou partículas, ocupam volumes iguais.

Logo o número de mols dos dois gases no recipiente deve ser o mesmo para ocupar o mesmo volume.

Resolução do exercício

Cálculo do número de mols do gás oxigênio.

1 mol ...............  32gramas
x mols .............  4 gramas

x = 0,125 mols de gás oxigênio, que é igual a quantidade, em mols, de gás hidrogênio.

Cálculo da massa, em gramas, de gás hidrogênio igual a 0,125 mols.

1 mol ...................... 2 gramas
0,125 mols ............ x gramas

x = 0,25 gramas

05) Calcule o volume ocupado por 11 gramas de óxido nitroso, N₂O, nas CNTP.

Resumo teórico

Lembrando que um mol de qualquer gás nas CNTP ocupam um volume medido de 22,4 litros.

Massa molar do óxido nitroso: N₂O = (2 . 14) + (1 .16) = 44 gramas/mol

Resolução do exercício

Cálculo do volume ocupado por 11 gramas.

44 gramas ...............  22,4 litros
11 gramas ...............  x litros

x = 5,6 litros

06) Se 200 centímetros cúbicos de um gás tem massa igual a 0,268 gramas, nas CNTP, qual será sua massa molar?

Resumo teórico

Lembrando que um mol de qualquer gás nas CNTP ocupam um volume medido de 22,4 litros.

Massa molar: é a massa de um mol da substância que ocupa, nas CNTP, 22,4 litros ou 22.400 mililitros ou 22.400 centímetros cúbicos.

Resolução do exercício

Cálculo da massa molar

0,268 gramas ...............  200 cm³
x gramas ......................  22.400 cm³

x = 30 gramas

07) Um meteorito de ferro foi analisado em termos do seu conteúdo de argônio isotópico. A quantidade de argônio-36 foi de 0,200 centímetros cúbicos (CNTP) por quilograma de meteorito. Se cada átomo de argônio-36 foi formado por um único evento cósmico, quantos de tais eventos devem ter ocorrido por quilograma de meteorito?

Resumo teórico

Sabemos que 6,02 . 10²³ átomos de argônio, nas CNTP,  ocupam um volume medido de 22,4 litros ou 22.400 mililitros ou 22.400 centímetros cúbicos.

Resolução do exercício

6,02 . 10²³ átomos ............... 22.400 cm³
x átomos ............................. 0,200 cm³

x = 5,4 . 10¹⁵ átomos

Como cada átomo foi formado por um único evento o número de átomos será igual ao número de eventos ou seja 5,4 . 10¹⁵ eventos.

08) Um quilograma de carvão antracita, quando queimado, liberou cerca de 7.300 quilocalorias. Que quantidade deste carvão, em gramas, será necessária para aquecer 4 quilogramas de água da temperatura ambiente (20^oC) até o ponto de ebulição( à pressão de 1 atm), assumindo que todo o calor é aproveitável.

Resumo teórico

     Cálculo da energia necessária para elevar a temperatura da água de 20^oC a 100^oC usando a expressão física: Q = m.C.∆H

Resolução do exercício

Q = (4Kg) . 1kcal/(kg.K) . (100 - 20) K = 320 kcal

Cálculo da quantidade de carvão a ser queimada.

1 kg ................ 7.300Kcal
x kg ................ 320Kcal

x = 0,044kg = 44gramas

09) Hexafluoreto de urânio, UF₆, é usado num processo de difusão gasosa para separar os isótopos de urânio. Quantos quilogramas de urânio elementar podem ser convertidos a UF₆ por quilograma de flúor combinado.

Resumo teórico

Para a formação de um mol do hexafluoreto de urânio(UF₆) precisamos de 238 gramas(tabela periódica) de urânio e 114 (6 . 19) gramas de flúor.

Precisamos calcular quantos quilogramas de urânio serão necessários para formar hexafluoreto de urânio que apresenta um quilograma(1.000gramas) de flúor na sua composição.

Resolução do exercício

238g de Urânio   ................  114 g de Flúor
x g de Urânio .....................  1.000 g de Flúor

x = 2090gramas ou 2,09 quilogramas de urânio

10) Muitas espécies de animais têm órgãos olfativos de notável sensibilidade. Por exemplo, certo tipo de salmão é capaz de perceber a presença, na água, de 2-feniletanol (C₆H₅CH₂CH₂OH) em concentração tão baixa quanto 3,66 gramas em 100 trilhões(1 .10¹⁴) de litros de água. Considerando-se a constante de Avogadro igual a 6,0 . 10²³, indique o número de moléculas de 2-feniletanol por litro de água. 

Resumo teórico

Precisamos transformar 3,66 gramas de 2-feniletanol em número de moléculas.

Sabemos que um mol(massa molar) de qualquer substância corresponde a 
6,0 .10²³ partículas, nesse caso moléculas.

Resolução teórico

Cálculo da massa molar do 2-feniletanol.

C₆H₅CH₂CH₂OH = C₈H₁₀O = (8 .12)  +  (10 .1)  +  (1 . 16) = 122 gramas/mol

Cálculo do número de moléculas correspondente a 3,66 gramas.

122 gramas ...............  6,0 . 10²³ moléculas.

3,66 gramas ..............  x

x = 0,18 . 10²³ = 1,8 . 10²², este é o número de moléculas dissolvidas em 100 trilhões de litros de água.

Cálculo do número de moléculas dissolvidas por litro de água.

1,8 . 10²² moléculas  ................... 1 .10¹⁴ litros

x moléculas ................................ 1 litro

x = 1,8 . 10⁸ moléculas

11) Calcular o número de íons existentes em 20 gramas de brometo de cálcio.

Resumo teórico

Fórmula do brometo de cálcio => CaBr₂

Dissociação quando dissolvido na água.

CaBr_2(aq) => Ca⁺²_(aq) +  2Br^1-_(aq)

Leitura iônica: 1mol(1 .6,0 .10²³) de brometo de cálcio ao ser dissolvido na água se dissocia em 1mol (1 .6,0 .10²³) de íons cálcio e 2mols (2 .6,0 .10²³) de íons brometo, ou seja totalizando 3mols(3 .6,0 .10²³) de íons.

Resolução do exercício

Massa molar do CaBr₂ = ( 1 .40)  +  (2 .80) = 200 gramas

Cálculo da quantidade total de íons em 20 gramas

200g ...................  3 .6,0 .10²³ íons 
20g ..................... x

x = 18,06 .10²³ íons

12) No rótulo de uma garrafa água mineral, constam as seguintes informações.

Água mineral fluoretada / Contém 0,09mg/L de fluoreto / Beba pelo menos 2 litros de água por dia para uma hidratação adequada.

    A quantidade de matéria, em mols, de fluoreto ingerida diariamente por uma pessoa que bebeu a quantidade indicada no rótulo foi aproximadamente de:

Resumo teórico

Leitura mássica: 0,09mg/L significa que cada litro de água mineral fluoretada temos dissolvidos 0,09 miligramas de íons fluoreto, logo precisamos calcular a quantidade para 2 litros.

Resolução do exercício

1 litro ..............  0,09mg
2 litros ............   x

x = 0,18miligramas

A pergunta é quantidade de matéria, em mols.

Massa molar do ion fluoreto = 19 gramas = 19.000 miligramas

1 mol .................  19.000 mg
x mols ................  0,18mg

x = 9,5 .10^-6 mol

13) Um litro de nitrogênio líquido foi colocado num recipiente de 30litros, que foi imediatamente fechado. Após a vaporização do nitrogênio líquido, a temperatura do sistema era de 27^oC. Qual a massa de nitrogênio colocada no recipiente?

Dados: densidade do nitrogênio líquido = 0,81g/cm³, massa molar = 28g/mol.

Resumo teórico

Leitura da densidade: cada centímetro cúbico de nitrogênio líquido tem massa igual a 0,81gramas.

1litro = 1000mililitros = 1000centímetros cúbicos.

Resolução do exercício

Massa de nitrogênio = 1000 x 0,81 = 810gramas 

14) A massa de etanol que deve ser adicionada a 64 g de metanol para preparar uma mistura que contenha o mesmo número de moléculas de ambos os álcoois é?

Calcular o número de moléculas contidas em 64 gramas de metanol.

Resumo teórico e resolução do exercício

Fórmula: CH₃OH = 32 g / mol

6,02 .10²³ moléculas ……. 32 g

x moléculas …...................  64 g

                           

x = 12,04 .10²³ moléculas

Este e o número de moléculas de metanol e de etanol, pois o teste diz serem iguais.

Cálculo da massa de etanol

Fórmula: CH₃CH₂OH = 46 g/mol

6,02 .10²³ moléculas ….… 46 g

12,04 .10²³ moléculas ...... x

 x = 92 gramas

15) No ar poluído de uma cidade, detectou-se uma concentração de dióxido de nitrogênio (NO₂ ) igual a 10^–8 mol/L. Supondo que uma pessoa inale 3 litros de ar, o número de moléculas de NO₂ por ela inalada:

Resumo teórico e resolução do exercício

Precisamos saber quantos mols de dióxido de nitrogênio foi ingerido.

10^–8 mol ............  1 litro

x mol .................  3 litros

x = 3 . 10^–8  mol

Agora usando a relação 1mol = 6,02 .10²³ moléculas calculamos quantas moléculas tem em 3 .10^–8  mol.

1mol ................................  6,02 .10²³ moléculas

3 .10^–8  mol .....................  x moléculas

x = 1,806 .10¹⁶ moléculas

16) Dentre os cinco gases a seguir: butano, flúor, hidrogênio, trióxido de enxofre e monóxido de carbono, o que ocupa o maior volume nas CNTP considerando-se amostras com 1grama de massa é o:

Resumo teórico

Primeiro precisamos determinar a fórmula de cada gás, depois calculamos o volume correspondente a 1grama nas CNTP.

Butano: C₄H₁₀ = 58g / mol

Resolução do exercício

58g .............. 22,4L

1g ................ x L

              

x = 0,39 litros

Flúor: F₂ = 38g / mol

38g ............. 22,4 L

1g ............... x L

x = 0,59 litros

Hidrogênio: H₂ = 2g / mol

2g ................ 22,4L

1g ............... x L

x = 11,2 litros

17) Estima-se que a usina termoelétrica que se pretende construir em cidade próxima a Campinas, e que funcionará à base de resíduos da destilação do petróleo, poderá lançar na atmosfera, diariamente, cerca de 250 toneladas de SO₂‚ gasoso. Quantas toneladas de enxofre estão contidas nessa massa de SO₂?

Resumo teórico

Leitura molar: um mol de dióxido de enxofre (SO₂) é formado por um mol de enxofre ou 64 gramas de dióxido de enxofre (SO₂) é formado por 32 gramas de enxofre.

Lembrando: uma tonelada = 1000Kg = 1.000.000g

Resolução do exercício

Logo 250 toneladas = 250.000.000gramas = 2,5 .10⁸g

64g .................... 32g
2,5 .10⁸g ........... x g

x = 1,25 .10⁸g = 125 toneladas

18) Tendo-se uma molécula de ciclopropano (C₃H₆) pede-se calcular a massa, em gramas, de carbono e de hidrogênio que formam esta molécula.

Resumo teórico

Leitura molar: um mol (6,02 .10²³) moléculas de ciclopropano é formada por três mols (3 . 12g) de átomos de carbonos e seis mols (6 . 1g) de átomos de hidrogênio.

Resolução do exercício

Massa molar: (3 . 12) + (6 . 1) = 42gramas por mol

Massa de carbono é 36gramas e corresponde a 3mols de átomos ou 3 .6,02 .10²³ átomos.

Como cada molécula é formada por três átomos de carbono, calculamos a massa destes três átomos.

3 . 6,02 .10²³ átomos ................ 36g
3 átomos ................................... x

x = 5,98 .10^-23 gramas

Massa de hidrogênio é 6gramas e corresponde a 6mols de átomos de hidrogênio ou 6 . 6,02 .10²³ átomos.

Como cada molécula de ciclopropano é formada por seis átomos de hidrogênio, calculamos a massa destes seis átomos.

6 . 6,02 .10²³ átomos ................ 6g
6 átomos ...................................... x

x = 0,996 .10^-23 gramas

18) Uma mistura gasosa contém 9,03 .10²³ moléculas de gás carbônico e     15,05 .10²³ moléculas de gás neônio. Qual será o volume da mistura nas CNTP?

Resumo teórico

Leitura molar: 1 mol (6,02 .10²³) de partículas de qualquer gás nas CNTP ocupam um volume de 22,4litros.

Resolução do exercício

Para o gás carbônico teremos.

6,02 .10²³ moléculas ..................... 22,4L
9,03 .10²³ moléculas ....................  x

x = 33,6 litros

Para o gás neônio teremos.

6,02 .10²³ moléculas ..................... 22,4L
15,05 .10²³ moléculas ..................  x

x = 56litros

Volume total = 56 + 33,6 = 89,6litros

19) Qual a massa total, em gramas, da mistura de:

a) 0,10 mols de átomos de alumínio com, 0,80g de alumínio com e com  10²³ átomos de alumínio?

Resumo teórico

Leitura molar: 1 mol de átomos de alumínio tem massa igual a 27 gramas e corresponde a 6,02 . 10²³ átomos.

Resolução do exercício

a) 0,10mol é a massa de um mol dividido por dez = 2,7 gramas

b) massa igual a 0,8gramas

c) 10²³ átomos

6,02 . 10²³ átomos ................. 27g

1 . 10²³ átomos ....................... xg

x = 4,5 gramas

Massa total = 2,7 + 0,8 + 4,5 = 8 gramas

20) Estudos apontam que a amônia presente na fumaça do cigarro aumenta os níveis de absorção de nicotina pelo organismo. Nos cigarros canadenses, por exemplo, os níveis de amônia (NH₃) são por volta de 8,5 mg por cigarro. Calcular o número aproximado de moléculas NH₃ na fumaça emitida pela queima de um cigarro canadense.

Resumo teórico

Leitura molar: 1 mol de amônia (6,02 .10²³) moléculas tem massa igual a 17g, veja cálculo abaixo.

Lembre: o prefixo “mili” significa dividir por 1000

Resolução do exercício

Massa molar da amônia ( NH₃ ) = (1 . 14) + (3 . 1) = 17gramas por mol

17g ............................ 6,02 .10²³moléculas
8,5 .10^-3g .................. x moléculas

x = 3,01 .10²⁰ moléculas

Resolução alternativa por análise dimensional

     Na análise dimensional as igualdades ou proporções são representadas por frações que se multiplicam entre si ou com dados solicitados no exercício e no final das multiplicações a unidade solicitada deverá aparecer sozinha.

Unidade solicitada: moléculas de amônia

21) Quantas moléculas de gás nitrogênio (N₂) devem ser introduzidas em um recipiente de 4,48 L na temperatura de 0^o C para que a pressão gasosa seja de 760 mm de Hg?

Resumo teórico

Leitura molar: 1 mol ( 6,02 .10²³ ) moléculas de gás nitrogênio nas CNTP ocupam um volume de 22,4 litros.

Lembre que: Condições Normais de Temperatura (0^oC) e Pressão (1atm = 760mm de Hg).

Resolução do exercício

6,02 .10²³moléculas ............... 22,4L
x moléculas ............................. 4,48L

x = 1,2 .10²³ moléculas

Resolução alternativa por análise dimensional

     Na análise dimensional as igualdades ou proporções são representadas por frações que se multiplicam entre si ou com dados solicitados no exercício e no final das multiplicações a unidade solicitada deverá aparecer sozinha.

Unidade solicitada: moléculas de gás nitrogênio.

22) Determinado óxido de nitrogênio é constituído de moléculas de N₂O_x. Sabendo-se que 0,152g do óxido contém 1,20 .10²¹ moléculas o valor de "x" é:

Resumo teórico

Leitura molar: 1mol deste óxido de nitrogênio é formado por 2 mols de átomos de nitrogênio e "x" mols de átomos de oxigênio.

Massa molar: (2 . 14) + ( x . 16) = 28 + 16x

O objetivo é descobrir o valor do "x" que é o número de átomos de oxigênio que formam 1 mol ou 6,02 .10²³ moléculas do óxido.

Resolução do exercício

0,152g ............................ 1,20 .10²¹ moléculas

(massa molar)g ............ 6,02 .10²³ moléculas

Massa molar = 76 gramas


Resolução alternativa por análise dimensional

Na análise dimensional as igualdades ou proporções são representadas por frações que se multiplicam entre si ou com dados solicitados no exercício e no final das multiplicações a unidade solicitada deverá aparecer sozinha.

Unidade solicitada: massa molar do óxido de nitrogênio

Usando a massa molar achamos o "x"

28g + 16x = 76g

x = 3, logo a fórmula é: N2O3

23) Determinado óxido de nitrogênio é constituído de moléculas de N₂O_x. Sabendo-se que 0,152g do óxido contém 1,20 .10²¹ moléculas o valor de "x" é:

Resumo teórico

Leitura molar: 1mol deste óxido de nitrogênio é formado por 2 mols de átomos de nitrogênio e "x" mols de átomos de oxigênio.

O objetivo é descobrir o valor do "x" que é o número de átomos de oxigênio que formam 1 mol ou 6,02 .10²³ moléculas do óxido.

Resolução do exercício

Massa molar: (2 . 14) + ( x . 16) = 28 + 16x

0,152g ............................ 1,20 .10²¹ moléculas

(massa molar)g ............ 6,02 .10²³ moléculas

Massa molar = 76 gramas

Resolução alternativa por análise dimensional

Na análise dimensional as igualdades ou proporções são representadas por frações que se multiplicam entre si ou com dados solicitados no exercício e no final das multiplicações a unidade solicitada deverá aparecer sozinha.

Unidade solicitada: massa molar do óxido de nitrogênio

Usando a massa molar achamos o "x"

28g + 16x = 76g

x = 3, logo a fórmula é: N₂O₃

24) Uma família de 3 pessoas gasta um bujão de gás butano (C₄H₁₀) de 13 kg por mês (trinta dias) no preparo de suas refeições. Calcule o número de mols aproximado gasto por dia, por pessoa.

Resumo teórico

Leitura molar: 1mol de butano tem massa igual a 58gramas, observe cálculo abaixo.

Lembre que o prefixo “kilo” significa multiplicar por 1000

Resolução do exercício

Massa molar (C₄H₁₀) = (12 . 4) + (1 . 10) = 58gramas por mol

1mol .................. 58gramas

x mol ................. 13.000gramas

x = 224 mol por mês

Mol por dia e por pessoa = 224 dividido por 30 e por 3

Mol por dia e por pessoa = 2,5mol

25) Sabe-se que uma solução de cloreto ferro III em água contém 0,6 mol de íons cloreto. Quantos mols de cloreto de ferro III (FeCl₃) existem dissolvidos na água?

Resumo teórico e resolução do exercício

Leitura molar: 3 mols de íons cloreto se unem com 1 mol de íons férricos para formar 1mol de cloreto de ferro III e seguindo a proporção teremos 0,6mols de íons cloreto são usados para formar 0,2mols de cloreto de ferro III.

Pela equação de dissociação.

1 FeCl₃  =>  1 Fe³⁺ +  3 Cl^1-

1 mol ......... 1 mol ....... 3 mols

x mol ......................... 0,6mol

x = 0,2mol

26) Quantas moléculas estão contidas em 112 mililitros de gás amoníaco (NH₃).

Resumo teórico

Leitura molar: 1 mol de gás amoníaco é formado por 6,02 . 10²³ moléculas e ocupa nas CNTP um volume igual a 22,4 litros. 

Lembrando que o prefixo "mili" significa dividir por 1000.

Resolução do exercício

6,02 .10²³ moléculas ................ 22,4L
x moléculas .............................. 0,112L

x = 3,01 .10²¹ moléculas

27) O silício é utilizado na elaboração de componentes eletrônicos. Calcule quantos átomos de silício há em um cristal de 56miligramas desse elemento.

Resumo teórico

Leitura molar: 1 mol de silício ou 6,02 .10²³ átomos de silício tem massa igual a 28 gramas.

Lembrando que o radical “mili” significa dividir por 1000.

Resolução do exercício

28g ......................... 6,02 .10²³átomos
0,056g .................... x átomos

x = 1,2 .10²¹ átomos

28) O número de elétrons existentes em 1 mol de hélio é aproximadamente igual a:

Resumo teórico e resolução do exercício

Leitura molar: 1 mol de átomos de hélio é formado por 2 mols de elétrons.

Logo 2 mols de elétrons é igual a 2 . 6,02 .10²³ elétrons = 12,04 .10²³ elétrons

29) Efetuar as seguintes transformações

a) 20g de sulfato de ferro III para mols

Fórmula: Fe₂(SO₄)₃

Massa molar: (2 . 56) + (3 . 32) + (12 . 16) = 400 gramas por mol

Leitura molar: 1 mol de sulfato de ferro III tem massa igual a 400gramas

1mol ............. 400g
x mol ............ 20g

x = 0,05mol

b) 3,5 mols de brometo de cálcio para gramas

Fórmula: CaBr₂

Massa molar: (1 . 40) + (2 . 80) = 200 gramas por mol

Leitura molar: 1 mol de brometo de cálcio tem massa igual a 200 gramas

1mol ................ 200g
3,5mols ..........  x

x = 700gramas

30) Quantas gramas de enxofre existem em 2 mols de tiossulfato de sódio, cuja fórmula é Na₂S₂O₃.

Resumo teórico 

Leitura molar: 1 mol de tiossulfato de sódio é formado por 2 mols de enxofre ou 64gramas.

Massa molar do enxofre: 32 gramas por mol

Resolução do exercício

tiossulfato ...............  enxofre
1 mol .....................  64 gramas
2 mols ...................  x gramas

x = 128 gramas

Logo 2 mols de tiossulfato de sódio é formado por 128 gramas de enxofre.

31) Que massa de ferro existe em 0,5 toneladas de magnetita, contendo 90% de óxido salino de ferro (Fe₃O₄)?

Resumo teórico e resolução do exercício

Cálculo da pureza: 90% significa que em 100 kilogramas de magnetita existem 90 kilogramas de Fe₃O₄.

100kg ............... 90kg

500kg ................ x

x = 450kg é a massa de Fe₃O₄ na magnetita.

Leitura molar: 1 mol de Fe₃O₄ é formado por 3 mols de ferro.

Massa molar do Fe₃O₄=(3 . 56) + (4 . 16) = 232gramas por mol.

Massa molar do ferro = 56gramas/mol.

Logo: 232gramas de Fe₃O₄ é formado por 168gramas (3mols) de ferro.

1Fe₃O₄ ................. 3Fe

232g .................... 168g
450kg .................... x kg

x = 326kg

32) Qual a massa de alumínio existente em 60 gramas de sulfato de alumínio?

Resumo teórico

Fórmula da substância: 1Al₂(SO₄)₃

Leitura molar: 1mol de sulfato de alumínio possui 2mols de alumínio.

Resolução do exercício

Massa molar do sulfato de alumínio.

Al₂(SO₄)₃ = (2 . 27) + (3 . 32) + (12 . 16) = 342g.mol^-1

Massa molar do alumínio: 27g . mol^-1

342gramas de sulfato de alumínio tem 54 gramas( 2 . 27g ) de alumínio.

1Al₂(SO₄)₃ .................. 2Al

342g ............................ 54g

60g .............................  x

x = 9,47g

33) Recentemente, na Bélgica, descobriu-se que frangos estavam contaminados com uma dioxina contendo 44% em massa, do elemento cloro. Os frangos apresentam 2,0 .10^-13 mol desse composto, por kg, que é altamente tóxico.                   Supondo que um adulto possa ingerir, por dia, sem perigo, no máximo 3,23 .10^-11 gramas desse composto, a massa máxima diária, em kg de frango contaminado, que tal pessoa poderia consumir seria igual a:
Dados: 1 mol de dioxina contém 4 mol de átomos de cloro.

Resumo teórico

1 mol de dioxina contém 4 mols de átomos de cloro (35,5g/mol ).

Um mol de dioxina tem 142gramas de cloro e corresponde a 44% da dioxina, logo a massa molar da dioxina é:

Resolução do exercício

142gramas ........... 44%
x gramas ............. 100%

x = 322,73gramas / mol de dioxina

=> transformar a massa, em gramas, de dioxina para massa contida por kilograma de frango.

1 mol (dioxina) ............................. 322,73gramas
2 .10^-13 mol (dioxina) .................  x

x = 645,46 .10^-13 gramas de dioxina por kilograma de frango

=> calcular a quantidade de frango que poderá ser ingerida por dia.
Dioxina ................... frango

645,46 .10^-13 g ........ 1 kg
3,23 .10^-11 g ............. x

x = 0,5 kg = 500 gramas de frango por dia.

34) Em uma amostra de 1,15g de sódio, o número de átomos é igual a:

Resumo teórico

Leitura molar: 1 mol = 6 .10²³ átomos de sódio e tem massa igual a 23g.

Relação número de átomos de sódio e massa.

Resolução do exercício

6 .10²³ átomos ................  23g
x átomos .......................... 1,15g

x = 3 .10²² átomos

35) A análise de um óxido de nitrogênio revelou que este contém 11,2g de nitrogênio e 6,4g de oxigênio. A fórmula desse óxido é?

Resumo teórico

A fórmula química expressa a quantidade, em mols, de cada elemento que a constitui.

Exemplo: 1 mol de CO₂ é formado por 1 mol de átomos de Carbono e 2 mols de átomos de Oxigênio. 

Resolução do exercício

Vamos calcular a quantos mols cada massa desta corresponde:

1 mol de nitrogênio ............  14,0g
x mol de nitrogênio ............. 11,2g

x = 0,8 mol de átomos de nitrogênio

1 mol de oxigênio .................  16g
x mol de oxigênio .................   6,4g

x = 0,4 mol de átomos de oxigênio

Proporção de 0,8mol de nitrogênio para 0,4mol de oxigênio, ou 2mols para 1mol de átomos.

Fórmula: N₂O

36) Considerando que o volume molar em condições normais de temperatura e pressão é de 22,4 L, pode-se dizer que o volume ocupado por 11,0 g de CO₂  é de:

Resumo teórico

Leitura molar: 1mol de qualquer gás nas Condições de Normais de Temperatura e Pressão ocupam um volume de 22,4litros.

Resolução do exercício

Massa molar do CO₂ = (1 . 12) + (2 . 16) = 44gramas por mol.

44g ..............  22,4litros
11g ..............   x litros

x = 5,6 litros

37) Calcular o número de moléculas que estão contidas em 450g de água.

Resumo teórico

Leitura molar: 1mol de moléculas é igual a 6,02 .10²³ moléculas e tem massa igual a 18gramas.

Resolução do exercício

Massa molar = (2 .1) + (1 .16) = 18g por mol

18g ....................  6,02 .10²³ moléculas
450g ..................  x moléculas

x = 1,5 .10²³ moléculas

38) Cerca de 18% da massa do corpo humano provém de átomos de carbono presentes em diferentes compostos. Com base nesse dado, o número de mols de átomos de carbono no corpo de um indivíduo que pesa 100 kg deve ser, aproximadamente.

Resumo teórico

Leitura molar: 12gramas é a massa correspondente a 1mol de átomos de carbono.

18% significa que em 100kilogramas, 18kg são de carbono.

12gramas ....................... 1 mol
18.000gramas ................ x mols

x = 1,5 .10³ mols

39) O silício é utilizado na elaboração de componentes eletrônicos. Calcule quantos átomos de silício há em um cristal de 56mg desse elemento.

Resumo teórico

Leitura molar: 1 mol de átomos de silício ou  6,02 . 10²³ átomos de silício tem massa igual a 28gramas. Verifique na tabela periódica.

Lembrando que o radical “mili” significa dividir por 1000.

Resolução do exercício

28g .........................  6,02 .10²³ átomos
0,056g ....................  x átomos

x = 1,2 .10²¹átomos.

40) Sabendo-se que 0,9g de glicose (C₆H₁₂O₆) por litro de sangue de um adulto é considerado normal calcule a concentração em mol/L é:

Resumo teórico e resolução do exercício

Massa molar da glicose

C₆H₁₂O₆ = (1 . 6) + (1 . 12) + (6 . 16) = 180g por mol

1 mol ................. 180gramas
x mol ................. 0,9gramas

x = 0,005 mol, é a quantidade de glicose dissolvida em um litro de sangue.

Concentração molar (Molaridade) = 0,005mol/L ou 0,005mol . L^-1

41) Peixes machos de uma certa espécie são capazes de detectar a massa de 3,66 .10^-8 g de 2-fenil-etanol, substância produzida pelas fêmeas, que está dissolvida em 1 milhão de litros de água. Supondo-se diluição uniforme na água, indique o número mínimo de moléculas de 2-fenil-etanol por litro de água, detectado pelo peixe macho. 
Dados: massa molar do 2-fenil-etanol é 122 gramas por mol; 
Constante de Avogadro = 6,0 .10²³ moléculas por mol.

Resumo teórico e resolução do exercício

Cálculo da massa do composto por litro de água

3,66 .10^-8 g ............... 1.000.000 litro de água
x gramas .................... 1 litro

x = 3,66 . 10^-14 gramas

Cálculo do número de moléculas nesta massa

122g ......................... 6,02 .10²³ moléculas
3,66 .10^-14 g ............ x moléculas

x = 1,8 .10⁸ moléculas.

42)  A massa de um (1) átomo de magnésio é, em média, igual a:

Resumo teórico

Um mol de átomos de magnésio tem massa igual a 24,3 gramas e corresponde a 6,02 . 10²³ átomos de magnésio.

Resolução do exercício

6,02 . 10²³ átomos ..............  24,3g
                1 átomo .................  x g

x = 4,04 . 10^-23 gramas.

43) Em uma amostra de 19,6 g de ácido fosfórico puro estão presentes quantas moléculas?

Resumo teórico

Ácido fosfórico (H₃PO₄).

Cálculo da massa molar do ácido fosfórico:

(3 . 1) + (1 . 31) + (4 . 16) = 98g / mol

Massa molar: 98g/mol, lembrando que um mol é igual a 6,02 . 10²³ moléculas.

Resolução do exercício

98g ............   6,02 .10²³  moléculas
19,6g .........   x moléculas

x = 1,204 .10²³ moléculas.

44) O cloreto de mercúrio I, também conhecido como calomelano, possui fórmula Hg₂Cl₂. O número de átomos de mercúrio existente em um mol deste composto é de aproximadamente?

Resumo teórico

Leitura molar: um mol do composto é formado por dois mols ou (2 x 6,02 .10²³ ) de átomos de mercúrio e dois mols ou (2 x 6,02 .10²³ ) de átomos de cloro. 

Resolução do exercício

1 mol Hg ....................... 6,022 x10²³ átomos Hg
2 mol Hg ....................... x átomos Hg

x =2 x 6,022 x 10²³ átomos de Hg

x =12 .10²³ x 10²³ átomos de Hg

x  = 1,2 .10²⁴ átomos de Hg. 

45) A OMS estabeleceu que o nível máximo permissível de mercúrio por grama de cabelo, sem riscos para a saúde, é de 50 . 10^-6 g. O número de átomos de mercúrio presente nessa massa é?

Resumo teórico

Verificando na tabela periódica teremos que 1 mol de mercúrio (Hg) tem massa igual a 201 gramas e esta massa corresponde a 6,02 .10²³ átomos de mercúrio.

Resolução do exercício

201g ........................ 6,02 .10²³ átomos
50 .10^-6 g ...............  x

x = 1,51 .10¹⁷ átomos.

46) A quantidade de átomos de carbono presentes em 171g de sacarose é aproximadamente ?

Resumo teórico

Fórmula – C₁₂H₂₂O₁₁

Leitura Molar: 1mol de moléculas de sacarose é formado portem: 12 mols de átomos de carbono, 22 mols de átomos de hidrogênio, 11 mols de átomos de oxigênio.

Resolução do exercício

Cálculo da massa molar da sacarose:

(12 . 12) + (22 . 1) + (11 . 16) = 342g / mol

Relação estequiométrica: mol de sacarose com número de átomos de carbono.

1 mol de sacarose = 342g é formado por 12 mols = 12 . 6,02 . 10²³ átomos de carbono

342g ............... 12 . 6,02 .10²³
171g ...............  x

x = 3,61 .10²⁴ átomos de carbono.

47) A dose adequada de paracetamol para uma criança com febre é de 

12mg .kg^–1. Sabendo que o paracetamol de uso pediátrico tem concentração de 200 mg .mL^–1 e que 20 gotas perfazem 1mL, quantas gotas um pediatra receitaria para uma criança que pesa 30 kg?

Resumo teórico e resolução do exercício

Cálculo de quantos miligramas a criança de 30 quilogramas deve ingerir de paracetamol.

12mg ................  1kg

x mg ................. 30kg

x = 360 mg

Cálculo de quantos mililitros a criança deve tomar para equivaler a 360miligramas.

200mg ..............  1 ml

360mg ..............  x ml

x = 1,8 ml

Cálculo de quantas gotas será equivalente a 1,8ml

1 ml ................. 20 gotas

1,8ml ...............  x gotas

x = 36 gotas

48) Uma amostra do hormônio feminino estradiol, de fórmula molecular C₁₈H₂₄O₂, contêm 3,0 .10²⁰ átomos de hidrogênio. O número de átomos de carbono existentes na mesma massa de estradiol é:

Resumo teórico

Leitura molar: 1 mol de moléculas de estradiol contêm 18 mols de átomos de carbono, 24 mols de átomos de hidrogênio e 2 mols de átomos de oxigênio ou 1 . 6,02 .10²³ moléculas de estradiol contêm 18 . 6,02 .10²³ átomos de carbono, 24 . 6,02 .10²³ átomos de hidrogênio e 2 . 6,02 .10²³ átomos de oxigênio.

A relação é entre número de átomos de hidrogênio e número de átomos de carbono.

Resolução do exercício

24 . 6,02 .10²³ átomos de "H" .............18 . 6,02 .10²³ átomos de "C"

3,0 .10²⁰ átomos de "H" ...................... x átomos de "C"

x = 2,25 .10²⁰ átomos de carbono.

49) Um balão de oxigênio contendo 3,01 .10²⁶ átomos foi completamente utilizado por uma equipe médica durante uma cirurgia. Admitindo-se que havia apenas gás oxigênio neste balão, a massa utilizada do referido gás foi equivalente a:

Resumo teórico: 1 mol de gás oxigênio (O2) é formado por dois mols de átomos de oxigênio ou 2 x 6,02 .10²³ átomos de oxigênio e a massa correspondente é igual a 32gramas.

Resolução do exercício

2x6,02 .10²³ átomos .................. 32 gramas
    3,01 .10²⁶ átomos .................. x gramas

x = 8.000gramas = 8 kg

50) A descoberta dos isótopos mudou o conceito de massa atômica para uma a média ponderada (%, em massa) das massas atômicas dos isótopos naturais do elemento. A massa de um átomo de magnésio é, em média, igual a:

Resumo teórico e resolução do exercício

Leitura molar: 1mol = 6,02 .10²³ átomos de magnésio tem massa igual a 24,3 gramas.

6,02 .10²³ átomos .............. 24,3g

                1 átomo ................. x g

x = 4,04 .10^-23 gramas.

51) Quantas moléculas estão contidas em 112 mililitros de gás amoníaco (NH₃) nas CNTP?

Resumo teórico e resolução do exercício

1mol de moléculas ou 6,02 .10²³ moléculas de NH₃ ocupa um volume de 22,4L ou 22.400 mililitros nas CNTP.

6,02 .10²³ moléculas ........... 22.400mL

x moléculas ........................... 112mL

x = 3,01 .10²¹ moléculas

52) Numa determinada área urbana a concentração média do agente poluente dióxido de enxofre no ar atmosférico atingiu o valor de 3,2 .10^-4 g.m^-3. Essa concentração, expressa em mol . L^-1 e em moléculas . m^-3, corresponde respectivamente, a que valores:

Resumo teórico e resolução do exercício

Primeiro vamos transformar gramas para mol e depois metro cúbico para litros.

Dióxido de enxofre => SO₂ =>  massa molar = (1 . 32) + (2 . 16) = 64 gramas por mol.

1 mol .....................  64 gramas
x mol ....................   3,2 .10^-4 gramas

x = 0,05 .10^-4 mol, que estão contidos em um metro cúbico.

1 metro cúbico = 1000 litros

0,05 .10^-4 mol ...................  1000 litros
x mol ...............................  1 litro

x = 5,0 .10^-9 mol . L^-1

Segundo vamos transformar gramas para moléculas.

Lembrando que 1 mol corresponde a um número igual a 6,02 . 10²³ unidades, que nesse caso são moléculas.

Usando o resultado acima teremos:

64 gramas ...........................  6,02 .10²³ moléculas
3,2 .10^-4 gramas ..................  x moléculas

x = 3,0 .10¹⁸ moléculas

Como essa massa esta contida em um metro cúbico (3,2 .10^-4 g.m^-3), o número de moléculas correspondente também estará e teremos 3,0 .10¹⁸ moléculas . m^-3