Questões comentadas: Cálculo Estequiométrico

1) São anotados os seguintes valores nas experiências I, II e III:

Determine os valores de x, y, z, w e k mencionando a(s) Lei(s) empregadas nestas determinações.

Resolução passo a passo: 

Reação I : 12 + x = 44  ∴ x = 32g (Lei de Lavoisier)

Reação II: 12 ——–32
(e I )        y———8  ∴ y = 3,0g (Lei de Proust)

Reação III:   12g ———32g ——–44
(e II)             25g ———64g———W————K

W = 88g (lei de Proust) ou W = 24 + 64++ 88g ( Lavoisier)

25g+ 64g = 88 +K ∴ K = 1,0g (Lei de Lavoisier)

2) (Fuvest-SP) A transformação química:

É um exemplo de reação entre sólidos, que ocorre rapidamente. Em um recipiente de vidro com tampa, de massa igual a 20 g, foram colocados 2 g de KI e 4 g de Pb(NO~3~)~2~, pulverizados. O recipiente, hermeticamente fechado, foi vigorosamente agitado para ocorrer a reação.

a) Como se pode reconhecer que ocorreu reação?

b) Qual é massa total do recipiente e seu conteúdo, ao final da reação? Justifique sua resposta.

Resolução passo a passo:

a) Pela mudança de cor, formação de PbI~2~

b) m(final) = 20g + 2g + 4g = 26g (Lei de Lavoisier)

3) (Unesp-SP)  Aquecendo-se 21 g de ferro com 15 g de enxofre obtém-se 33 g de sulfeto ferroso, restando 3 g de enxofre. Aquecendo-se 30 g de ferro com 16 g de enxofre obtém-se 44 g de sulfeto ferroso, e restando 2 g de ferro. Demonstrar que esses dados obedecem às leis de Lavoisier (conservação da massa) e de Proust (proporções definidas).

Resolução passo a passo:

Primeiro, escrevemos a reação química dada no enunciado:

Fe(s) = S(s) → FeS(s)

Em seguida, utilizamos as leis de Lavoisier e de Proust para chegarmos ao resultado final:

4) (Unesp-SP) Quando um objeto de ferro enferruja ao ar, sua massa aumenta. Quando um palito de fósforo é aceso, sua massa diminui. Estas observações violam a Lei da Conservação das Massas? Justifique sua resposta.
Resolução passo a passo:

Não contraria a Lei de Lavoisier. A massa do sistema foi conservada, só não foi visualizada, pois o sistema é aberto e, para que a Lei de Lavoisier seja visualizada, é necessário que o sistema seja fechado.

5) (UNIFESP-SP) Iodo e flúor formam uma série de compostos binários que apresentam em suas análises as seguintes composições:

a) Qual a conclusão que pode ser extraída desses resultados com relação às massas de flúor que se combinam com uma certa massa fixa de iodo? Demonstre essa conclusão.

b) É possível deduzir, usando apenas os dados fornecidos para o composto A, que sua fórmula mínima é IF? Justifique sua resposta.

Resolução passo a passo:

a) Composto A
87,0 g de iodo ——————13,0g e flúor

Composto B:
69,0 g de iodo ——————31,0g e flúor
87,0 g de iodo ——————x g e flúor
x = 65,6g de flúor

As massas formam uma proporção segundo a lei de Dalton:
1 : 3 : 5

b) É impossível deduzir, usando apenas os dados fornecidos para o composto A, que sua fórmula mínima é IF, pois a proporção em mols é 1:1

127,0g de iodo —————1 mol
87, 0g de iodo ————— x mol
x  = 0,685 mol

19,0 de flúor ——————1 mol
13, 0g de iodo ————— y mol
y = 0,684 mol

6) (UFES) Num sistema a uma determinada pressão e temperatura, dois gases, B, inodoros e incolores, reagem entre si na proporção de 1 volume de A para 3 volumes de B, gerando 2 volumes de um gás irritante, C.

Quando 3 volumes do gás A e 6 volumes do gás B forem submetidos às mesmas condições, o volume final do sistema será:

a) 2 volumes.
b) 3 volumes.
c) 5 volumes.
d) 8 volumes.
e) 9 volumes.

6. C

Resolução passo a passo:

1 A + 3 B → 2 C

Pela lei volumétrica de Gay-Lussac, a proporção de 1 : 3 : 2 entre os volumes deve ser mantida. Então, se o volume de A foi para 3, o volume de B teria que triplicar também, ou seja, ir para 9. Porém, não foi isso o que aconteceu, pois o volume de B passou para 6. Isso significa que o reagente B é a substância limitante dessa reação, e o A é a que está em excesso, logo, nem todo volume de A reagiu.

Para o volume de B igual a 6, o volume de A que reagirá (seguindo a proporção) será de 2, formando 4 volumes de C:

2 A + 6 B → 4 C

Mas foram colocados para reagir 3 volumes de A, então sobra 1 volume de A no final sem reagir:

3 A + 6 B → 4 C + 1 A

Assim, o volume total obtido é de 5.

7) (PUC-PR) Aplicando a Lei de Gay-Lussac, das combinações em volume, qual a contração em volume experimentada na seguinte reação, mantendo-se constantes as condições de pressão e temperatura para os reagentes e produtos, todos gasosos?

a)100%.
b) 60%.
c) 50%.
d) 30%.
e) 20%.

 7. C

Resolução passo a passo:

Pela proporção estequiométrica dada pelos reagentes da equação, sabemos que o volume inicial era de 4 litros (1 + 3). Depois da reação, o volume passou para 2 L, o que significa que houve uma diminuição na metade do volume, ou seja, de 50%.

8) Verifique qual dos volumes que participam da reação química apresentada, nas mesmas condições de temperatura e pressão, não obedece às leis volumétricas de Gay-Lussac:

a) 2,72 L de N~2~+ 8,16 L de H~2~→ 5,44 L de NH~3~
b) 2,26 L de N~2~ + 6,78 L de H~2~ → 4,52 L de NH~3~
c) 1,36 L de N~2~ + 4,08 L de H~2~ → 2,72 L de NH~3~
d) 1,23 L de N~2~ + 4,08 L de H~2~ → 2,72 L de NH~3~
e) 4,8 L de N~2~ + 14,4 L de H~2~ → 9,6 L de NH~3~

Gabarito: D

Resolução passo a passo:

A única alternativa que não obedece às leis volumétricas de Gay-Lussac é essa, pois, se pegarmos as proporções dadas nas demais e dividirmos pelo menor número, obteremos a proporção 1 : 3 : 2. Veja:

a) 2,72 L de N~2~+ 8,16 L de H~2~→ 5,44 L de NH~3~

A proporção é dada por 2,72 : 8,16 : 5,44. Vamos dividir todos os valores por 2,72:

2,72 : 8,16 : 5,44 = 1 : 3 : 2.
2,72   2,72   2,72

b) 2,26 L de N~2~+ 6,78 L de H~2~→ 4,52 L de NH~3~

A proporção é dada por 2,26 : 6,78 : 4,52. Vamos dividir todos os valores por 2,72:

2,26 : 6,78 : 4,52 = 1 : 3 : 2.
2,26   2,26   2,26

c) 1,36 L de N~2~+ 4,08 L de H~2~→ 2,72 L de NH~3~

A proporção é dada por 1,36 : 4,08 : 2,72. Vamos dividir todos os valores por 2,72:

1,36 : 4,08 : 2,72 = 1 : 3 : 2.
1,36   1,36   1,36

e) 4,8 L de N~2~+ 14,4 L de H~2~→ 9,6 L de NH~3~

A proporção é dada por 4,8 : 14,4 : 9,6. Vamos dividir todos os valores por 2,72:

4,8 : 14,4 : 9,6 = 1 : 3 : 2.
4,8    4,8    4,8

9)(UFAM) Um sistema composto pela mistura de três gases, A, B e C, está a uma temperatura de 27ºC e apresenta uma pressão de 4 atm. Considerando que o volume total do sistema seja 37 litros e que os gases A e B apresentam respectivamente pressões parciais 2 e 1 atm, a quantidade de matéria dos gases A, B, e C é, respectivamente:

Dado: R = 0,082 atm . L . mol-1 . K-1.

a)0,5mol; 0,25mol; 0,25mol
b)3,0mols; 2,0mols; 1;0mol
c)33mols; 16mols; 16mols
d)3,0mols; 1,5mols; 1,5mols
e)1,5 mols; 3,0 mols; 1,5 mols

 9. D

Resolução passo a passo:

P~total~ = 4 atm; P~A~ = 2 atm; P~B~ = 1 atm; P~C~ = 1 atm.

P~TOTAL~. V = n~TOTAL~ . R . T

n~TOTAL~ = P~TOTAL~. V~L~
R . T

n~TOTAL~ =   4 atm. 37 L
(0,082 atm . L . mol-1 . K-1.) . (300K)

n~TOTAL~ = 6 mols

P~A~ =        n~A~P~B~=       n~B~                       P~B~=      n~C~
P~TOTAL~     n~TOTAL~P~TOTAL~         n~TOTAL~P~TOTAL~           n~TOTAL~

n~A~= P~A~ . n~TOTAL~n~B~= P~B~ . n~TOTAL~n~C~= P~C~ . n~TOTAL~~~P~TOTAL~P~TOTAL~                                            P~TOTAL~

n~A~= 2 . 6n~B~=  1 . 6   n~C~= 1 . 6
44                                                   4

n~A~= 3moln~B~= 1,5 moln~C~= 1,5 mol

10) (Mack-SP) Uma mistura de 1,5 mol de gás carbônico, 8 g de metano (16 g/mol) e 44,8 L de monóxido de carbono está contida em um balão de 30 L nas CNTP. É correto dizer que

Dado: volume molar nas CNTP = 22,4 L/mol.
a) a pressão parcial do monóxido de carbono é o dobro da do metano.
b) a pressão parcial do metano é o triplo da do gás carbônico.
c) a pressão do gás carbônico é 1/4 da do monóxido de carbono.
d) a pressão parcial do monóxido de carbono é o quádruplo da do metano.
e) a pressão total é igual a 4 atm.

Gabarito: D

Resolução passo a passo:

É necessário calcular a fração da quantidade de matéria (X) de cada gás na mistura. Para tal, precisamos primeiro encontrar os valores da quantidade de matéria (n):

nCO~2~ = 1,5 mol

Cálculo de nCH~4~: Cálculo de nCO:

1 mol ——– 16g       1 mol ——– 22,4 L
nCH~4~ ——— 8g        nCO ——— 44,8 L
nCH~4~ = 0,5 mol       nCO = 2,0 mol

Cálculo da fração da quantidade de matéria de cada gás:

XCO~2~ =               nCO~2~~nCO2~+ nCH~4~ + nCO

XCO~2~ =        1,5           
1,5 + 0,5 + 2,0

X~CO2~= 0,375 ou 37,5 % = % em pressão parcial

X~CH4~ =        n~CH4~~~              n~CO2~ + n~CH4~ + n~CO~

X~CH4~ =   0,5
1,5 + 0,5 + 2,0

X~CH4~= 0,125 ou 12,5 % = % em pressão parcial

X~CO~ =         n~CO~~~             n~CO2~ + n~CH4~ + n~CO~

X~CO~ =   2,0
1,5 + 0,5 + 2,0

X~CO~= 0,5 ou 50 % = % em pressão parcial

A pressão parcial do monóxido de carbono (50%) é o quádruplo da pressão parcial do metano (12,5%).

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