domingo, 25 de novembro de 2012

MEUS ANJOS CIENTISTAS

EXPERIENCIAS PARA SALA DE AULA... PONTO CIENCIA

Muito Legal e fácil de realizar... Experimento da areia movediça Materiais: Um recipiente de vidro 1 caixa de amido de milho 2 copos de água 1 bandeja Algumas folhas de jornal Como fazer: As areias movediças têm uma densidade surpreendente, e elas se comportam de maneira muito particular. Com esta experiência podemos analisar as suas características. Primeiro de tudo forre com o jornal o local em que você vai realizar a experiência. Coloque todo o amido de milho (cerca de 450 ou 500 g) num recipiente de vidro e adicione 2 copos (tamanho médio) cheios de água. Misture (cerca de 3 a 5 minutos) até a massa ficar uniforme. Depois é ver o que acontece com a mistura. IDENTIFICAÇÃO DO AMIDO: MATERIAL: LUGOL (IODO LÍQUIDO) ALIMENTOS PARA SEREM TESTADOS CONTA-GOTAS TUBOS DE ENSAIO OU OUTRO RECIPIENTE PROCEDIMENTO Colocar em cada tubo de ensaio um pouco de cada alimento (se precisar, dissolver em água primeiro); · Pingar uma gota de lugol ou solução de iodo sobre o alimento; · Observa o que acontece. PARA RESPONDER: a) Ao pingar o lugol no alimento o que você observa na coloração? b) Em quais alimentos você observou a mudança de tonalidade do lugol? Por quê? c) Que tipo de composto é o amido? Como ele está classificado? d) Explique como a amido se faz presente nos alimentos observados? ENZIMAS: MATERIAL: PEDAÇOS DE FÍGADO FRESCO, CONGELADO E FERVIDO ÁGUA OXIGENADA PROCEDIMENTO - Em tubos de ensaio diferentes coloque: · Fígado fresco · Fígado congelado · Fígado previamente fervido - Depois coloque um pouco de água oxigenada (H2O2 - peróxido de hidrogênio) dentro de cada tubo de ensaio. - O que você observa? PARA RESPONDER: a) O fígado é rico em catalase, enzima que decompõe a água oxigenada em H2O + . Com base nisso, explique o que aconteceu nos 3 tubos de ensaio. b) Que tipo de composto orgânico é a enzima?

segunda-feira, 19 de novembro de 2012

CÁLCULOS ESTEQUIOMETRICOS


CÁLCULOS ESTEQUIOMETRICOS

REGRAS

1ª regra: Escreva corretamente a equação química mencionada no problema (caso ela não tenha sido fornecida);
2ª regra: As reações devem ser balanceadas corretamente (tentativa ou oxi-redução), lembrando que os coeficientes indicam as proporções em mols dos reagentes e produtos;
3ª regra: Caso o problema envolva pureza de reagentes, fazer a correção dos valores, trabalhando somente com a parte pura que efetivamente irá reagir;
4ª regra: Caso o problema envolva reagentes em excesso – e isso percebemos quando são citados dados relativos a mais de um reagente – devemos verificar qual deles está correto. O outro, que está em excesso, deve ser descartado para efeito de cálculos.
 5ª regra: Relacione, por meio de uma regra de três, os dados e a pergunta do problema, escrevendo corretamente as informações em massa, volume, mols, moléculas, átomos, etc. Lembre-se de não podemos esquecer a relação:    
1 mol = ......g = 22,4 L (CNTP) = 6,02x1023
6ª regra: Se o problema citar o rendimento da reação, devemos proceder à correção dos valores obtidos.
PUREZA
 Pureza: É comum o uso de reagentes impuros, principalmente em reações industriais, ou porque são mais baratos ou porque já são encontrados na natureza acompanhados de impurezas (o que ocorre, por exemplo, com os minérios). 
Grau de pureza: é o quociente entre a massa da substância principal e a massa total da amostra (ou massa do material bruto).
EXEMPLOS
Em 200g de calcário encontramos 180g de CaCO3 e 20g de impurezas. Qual o grau de pureza do calcário?
                                                         200g -------------100%
                                                         180g -------------  x       
                                                                  x = 90%   
  Uma amostra de 200 kg de calcário (com teor de 80% de CaCO3) foi tratada com ácido fosfórico - H3PO4 -  conforme a equação química balanceada:
3CaCO3 + 2H3PO4 -------1Ca3(PO4)2 + 3H2O + 3CO2.  Calcule a massa de Ca3(PO4)2 formado.
Os coeficientes já estão acertados: 3CaCO3 + 2H3PO4  ---------- 1Ca3(PO4)2 + 3H2O + 3CO2
 Veja os dados informados (200 kg de Calcário com 80% de pureza, ou seja, temos apenas 160kg de CaCO3) e o que está sendo solicitado (massa do sal formado - Ca3(PO4)2) e estabeleça uma regra de três.
 3CaCO3 -------------- 1Ca3(PO4)2
                                                                 
           3x100g---------------- 1x310g
                                                   160kg ---------------      x             x=165,33 kg
      
 Considere a reação FeS + HCl ---------- FeCl2 + H2S. Qual a massa de cloreto ferroso - FeCl2 - obtida quando 1100g de sulfeto ferroso - FeS de 80% de pureza reagem com excesso de ácido clorídrico - HCl?
Acerte os coeficientes da equação: 1FeS + 2HCl ------------1FeCl2 + 1H2S
 Veja os dados informados (1100g de sulfeto ferroso com 80% de pureza, ou seja, 880g de sulfeto ferroso puro) e o que está sendo solicitado (massa de cloreto ferroso) e estabeleça uma regra de três.
                                                 1FeS -------------- 1FeCl2
                                                                        
1x88g ------------- 1x127g
                                                  880g --------------   x             
X= 1270g
Em 200g de calcário encontramos 180g de CaCO3 e 20g de impurezas. Qual o grau de pureza do calcário?                  200g -------------100%
                                     180g -------------  x                      x = 90%   
RENDIMENTO
Rendimento de uma reação é o quociente entre a quantidade de produto realmente obtida e a quantidade de produto que seria teoricamente obtida pela equação química correspondente.
  Queimando-se 30g de carbono puro, com rendimento de 90%, qual a massa de dióxido de carbono (CO2) obtida, conforme a equação: C + O2 ---------- CO2 .
Os coeficientes já estão acertados: 1C + 1O2  ---------- 1CO2 .
Veja os dados informados (30g de Carbono puro com 90% de rendimento) e o que está sendo solicitado (massa de dióxido de carbono obtida) e estabeleça uma regra de três.
                                              1C -------------- 1CO2
                                                                   
1x12g----------- 1x44g
                                           30g ---------------  x      
                                                    x=110g (considerando que o rendimento seria de 100%)
      
estabeleça outra regra de três para calcular o rendimento (90%)
                                             110g -------------100% (rendimento teórico)
                                                 y --------------- 90%          y= 99g

Quando são dadas as quantidades de dois ou mais participantes: É importante lembrar que as substâncias não reagem na proporção que queremos (ou que as misturamos), mas na proporção que a equação (ou seja, a Lei de Proust) as obriga. Quando o problema dá as quantidades de dois participantes, provavelmente um deles está em excesso, pois, em caso contrário, bastaria dar a quantidade de um deles e a quantidade do outro seria calculada. Para fazer o cálculo estequiométrico, baseamo-nos no reagente que não está em excesso (denominado reagente limitante). 
Nesse caso devemos seguir as etapas:
1ª - Considere um dos reagentes o limitante e determine quanto de produto seria formado;
2ª - Repita o procedimento com o outro reagente;
3ª - A menor quantidade de produto encontrada corresponde ao reagente limitante e indica a quantidade de produto formada.
Foram misturados 40g de gás hidrogênio (H2) com 40g de gás oxigênio, com a finalidade de produzir água, conforme a equação: H2 + O2 --------- H2O.  Determine:
a)o reagente limitante;
b)a massa de água formada;
c)a massa de reagente em excesso.
Acerte os coeficientes da equação:2H2 +1O2 ------------2H2O.
 
Vamos considerar que o H2 seja o reagente limitante.
                                                           2H2 --------------- 2H2O
                                                      2x2g----------------2x18g
                                                       40g ------------------ x                                                                           x=360g
Em seguida, vamos considerar que o O2 seja o reagente limitante.
                                                             1O2 --------------- 2H2O
                                                         1x32g------------- 2x18g
                                                          40g ------------------ xy                                                                           y=45g
Observe que a menor quantidade água corresponde ao consumo total de O2, que é realmente o reagente limitante. A massa de água produzida será de 45g.
Agora vamos calcular a massa de H2 que será consumida e o que restou em excesso, aplicando uma nova regra de três:
                                                       2H2 --------------- 2O2
                                                      2x2g---------------2x32g
                                                         z    -------------- 40g      
                                                                 z=5g (massa de H2 que irá reagir)
Como a massa total de H2 era de 40g e só 5g irá reagir, teremos um excesso de 35g (40-5).
Dessa forma, passaremos a responder os quesitos solicitados:
a)reagente limitante: O2
b)massa de água formada: 45g
c)massa de H2 em excesso: 35g
EXERCÍCIOS PROPOSTOS
1.       O ácido sulfúrico de larga utilização e fator determinante do índice de desenvolvimento de um país, é obtido pela reação SO3 + H2O --------- H2SO4.
Reagimos 80g de trióxido de enxofre (SO3) com água em excesso e condições necessárias. Qual a massa de ácido sulfúrico obtida nessa reação que tem rendimento igual a 75%? R:73,5

2.      Quais são as massas de ácido sulfúrico e hidróxido de sódio necessárias para preparar 28,4g de sulfato de sódio, conforme a reação: H2SO4 + NaOH ------- Na2SO4 + H2O?
R:19,6 e 16
3.      400g de hidróxido de sódio (NaOH) são adicionados a 504g de ácido nítrico (HNO3), produzindo nitrato de sódio (NaNO3) e água. Calcule:
a)massa de nitrato de sódio obtida;
b)massa do reagente em excesso, se houver.
R: a) 680g   b) 80g de NaOH
4.      (UFRN) Uma amostra de calcita, contendo 80% de carbonato de cálcio (CaCO3), sofre decomposição quando submetida a aquecimento, segundo a reação:
CaCO3 --------- CaO + CO2.
Qual a massa de óxido de cálcio obtida a partir da queima de 800g de calcita? R:358,4
5.      Qual a quantidade máxima de NH3 , em gramas, que pode ser obtida a partir de uma mistura de 140g de gás nitrogênio (N2) com 18g de gás hidrogênio (H2), conforme a reação: N2 + H2  ------- NH3
R: 102g
6.      (PUC-MG) A equação de ustulação da pirita (FeS) é: FeS + O2 -------SO2 + Fe2O3. Qual a massa de óxido de ferro III obtida, em kg, a partir de 300 kg de pirita, que apresenta 20% de impurezas?
R:218,18
7.      (Fuvest-SP) Qual a quantidade máxima, em gramas, de carbonato de cálcio que pode ser preparada misturando-se 2 mols de carbonato de sódio com 3 mols de cloreto de cálcio, conforme a equação: Na2CO3 + CaCl2  -------- CaCO3 + NaCl.
R: 200g
8.      32,70g de zinco metálico (Zn) reagem com uma solução concentrada de hidróxido de sódio (NaOH), produzindo 64,53g de zincato de sódio (Na2ZnO2). Qual o rendimento dessa reação?
R:89,69%
9.      Misturam-se 147g de ácido sulfúrico e 100g de hidróxido de sódio que se reajam segundo a reação:  H2SO4 + NaOH ------ Na2SO4 + H2O. Qual a massa de sulfato de sódio formada? Qual a massa do reagente que sobra em excesso após a reação? R:177,5 e 24,5 
10.  Para a produção de soda cáustica (NaOH), uma indústria reage carbonato de sódio com hidróxido de cálcio segundo a equação: Na2CO3 + Ca(OH)2 --------- CaCO3 + NaOH. Ao reagirmos 265g de carbonato de sódio com 80% de pureza, devemos obter que massa, em gramas, de soda cáustica?
R:160
11.  (UFF-RJ) O cloreto de alumínio é um reagente muito utilizado em processos industriais que pode ser obtido por meio da reação entre alumínio metálico e cloro gasoso, conforme a seguinte reação química:  Al + Cl2 --------- AlCl3. Se 2,70g de alumínio são misturados a 4,0g de cloro, qual a massa produzida em gramas, de cloreto de alumínio?  
R:5,01
12.  Qual a massa, em gramas,  de cloreto de ferro II (FeCl2), em gramas, produzida pela reação completa de 111,6g de Fe com ácido clorídrico (HCl), de acordo com a reação química não-balanceada a seguir Fe + HCl ------------- FeCl2 + H2 ?         
R: 253,09
13.    Dada a reação não-balanceada Fe+ HCl ------- FeCl3 + H2, qual o número de moléculas de gás hidrogênio produzidas pela reação de 112g de ferro?
R:1,806x1024
14.    Qual a quantidade de água formada a partir de 10g de gás hidrogênio, sabendo-se que o rendimento da reação é de 80%?
R: 72g
15.    Quantos mols de ácido clorídrico (HCl) são necessários para produzir 23,4g de cloreto de sódio (NaCl), conforme a reação HCl + NaOH -------- NaCl + H2O?
R:0,4
  1. Um funileiro usa um maçarico de acetileno para soldar uma panela. O gás acetileno (C2H2) é obtido na hora, através da seguinte reação química:
    CaC2 + H2O à Ca(OH)2 + C2H2.
    Qual a massa aproximada de carbureto de cálcio (CaC2) que será necessária para se obter 50 L de acetileno nas CNTP?
    R:142,8
  2. Em alguns antiácidos, emprega-se o hidróxido de magnésio (Mg(OH)2) como agente neutralizante  do  ácido clorídrico (HCl) contido no suco gástrico. A reação que ocorre é a seguinte: Mg(OH)2 + HCl à MgCl2 + H2O. Supondo-se que alguém tenha 36,5 mg de HCl no estômago, qual a massa de hidróxido de magnésio, em mg, necessária para uma neutralização completa?
    R:29
  3. A produção de carboidratos (fórmula mínima CH2O) pelas plantas verdes obedece à equação geral da fotossíntese: CO2 + H2O à CH2O + O2. Qual a massa de água necessária para produzir 10g de carboidrato?
    R:6
  4. (Fuvest-SP) Qual a quantidade máxima de carbonato de cálcio (CaCO3) que pode ser preparada a partir de 2 mols de carbonato de sódio com 3 mols de cloreto de cálcio, conforme a reação: Na2CO3 + CaCl2 à CaCO3 + NaCl?
    R:200
  5. (Cesgranrio-RJ) Ao mergulharmos uma placa de prata metálica em uma solução de ácido nítrico (HNO3), ocorrerá a reação: Ag + HNO3 à AgNO3 + NO + H2O. Ajustando a reação química, calcule a massa de água produzida, em gramas, quando é consumido 1 mol de prata metálica.
    R:12
  6. 4g de hidróxido de sódio (NaOH) são adicionados a 4g de ácido clorídrico (HCl), produzindo cloreto de sódio (NaCl) e água. Pergunta-se: há excesso de qual reagente?
    R: 0,35g de HCl
  7. (Fatec-SP) Na reação de amônia (NH3) com oxigênio (O2) para formar NO e água, qual a massa de água formada a partir de 160g de O2? Quantos mols de NO são formados a partir da mesma quantidade de O2?
    R:108g e 4 mols
  8. Na produção de cal virgem (CaO), pela decomposição térmica do carbonato de cálcio, ocorre a seguinte reação: CaCO3 à CaO + CO2. Com base nessa informação, calcule a massa, em kg,  de cal virgem que será obtida a partir de 0,5 t de carbonato de cálcio.
    R: 280
  9. Ao reagirmos propeno com ácido clorídrico, obtemos 2-cloro-propano, segundo a reação que segue. C3H6 + HCl àC3H7Cl. Se reagirmos 84g de propeno (C3H6), qual a massa de 2-cloro-propano obtida, se o rendimento da reação é de 60%?
    R:94,2
  10. Um dos processos de obtenção de éter hospitalar (C4H10O) consiste na desidratação de álcool  etílico (C2H5OH), conforme a reação: C2H5OH à C4H10O + H2O. Pede-se para determinar o rendimento desse processo, se quando desidratamos 184g de álcool, obtêm-se 111g de éter.
    R:75%
  11. O nitrato de potássio (KNO3) é conhecido pelas suas propriedades diuréticas. Uma das reações em que podemos obter este composto é dada a seguir:
    AgNO3 + KCl à KNO3 + AgCl.
    Dispondo de 425g de nitrato de prata com 80% de pureza, qual a massa de nitrato de potássio que obtemos se o rendimento da reação é de 60%?
    R:121,2
  12. O salitre do Chile (NaNO3) é utilizado como conservante em embutidos como o presunto, mortadela, etc. Esse composto pode ser obtido pela reação:
    HNO3 + NaOH à NaNO3 + H2O. Sendo a massa de ácido nítrico (HNO3) utilizada igual a 126g, qual a massa de salitre do Chile que obtemos se o rendimento dessa reação é de 95%?
    R:161,5
  13. (Cesgranrio-RJ) O H2S reage com o SO2 segundo a reação: H2S + SO2 à S + H2O. Qual o número máximo de mols de enxofre que pode ser formado quando se faz reagir 5 mols de H2S com 2 mols de SO2?    
    R:6
  14. 12g de ferro (Fe) e 4g de enxofre (S) são aquecidos até reação total. Tendo em conta que o produto obtido é o sulfeto ferroso (FeS), qual dos dois reagentes foi posto em excesso?
    R:5g de ferro
  15. (PUC-RJ) A nave estelar Enterprise, de Jornada nas estrelas, usou B5H9 e O2 como mistura combustível. As duas substâncias reagem de acordo com a seguinte equação: B5H9  + O2 à B2O3 + H2O. Se um tanque contém 126 kg de B5H9 e o outro 240 kg de O2, qual tanque esvaziará primeiro? Mostre com cálculos. Quanta água terá sido formada (em kg) quando um dos reagentes tiver sido completamente consumido?
    R:101,25 kg
  16. 11,2 L de gás carbônico (CO2), nas CNTP, reagem com hidróxido de sódio (NaOH), produzindo carbonato de sódio (Na2CO3) e água. Qual a massa de carbonato de sódio obtida, sabendo-se que o rendimento da reação é de 90%?
    R: 47,7g
  17. (ITA-SP) Calcule o máximo de massa de água que se pode obter partindo de 8,0 g de hidrogênio e 32,0g de oxigênio. Indique qual o reagente em excesso e quanto sobra do mesmo.
    R: 36g de água; excesso de 4g de H2
  18. (PUC-MG) Fosgênio, COCl2, é um gás venenoso. Quando inalado, reage com a água nos pulmões para produzir ácido clorídrico , que causa graves danos pulmonares, levando, finalmente, à morte; por causa disso, já foi até usado como gás de guerra. A equação dessa reação é: COCl2 + H2O à CO2 + HCl. Se uma pessoa inalar 198 mg de fosgênio, qual a massa, em mg, de ácido clorídrico  que se forma nos pulmões? R:146  
  19. 5 kg de CaCO3 são totalmente decompostos, conforme a reação química:
    CaCO2 à CaO + CO2 . Calcule:
    a)massa em kg de CaO obtido;
    b)o volume de gás carbônico obtido a 25ºC e 1 atm, considerando que o volume molar é de 25 L/mol.
    R: a)2,8kg  b)1250L
  20. Considere a obtenção do ferro, utilizando óxido férrico, conforme a reação: Fe2O3 + CO  à Fe + CO2 . Se utilizarmos 4,8 kg de óxido férrico, quanto teremos de ferro, admitindo que a reação tenha um rendimento de 80%?
    R: 2688g
  21. Qual o volume, em m3,  de gás oxigênio, nas CNTP, necessário para queimar totalmente 1200 kg de carvão, com 90% de pureza, conforme a equação:
    C + O2 à CO2
    R: 2016m3
  22. (Unicamp-SP) Na metalurgia do zinco, uma das etapas é a reação do óxido de zinco (ZnO) com o monóxido de carbono (CO), produzindo zinco elementar (Zn) e gás carbônico. Para cada 1000g de óxido de zinco que reage, qual a massa de metal obtida?
    R: 802,5g
  23. Encontrou-se uma amostra de mármore (CaCO3), cuja pureza era de 60%. Decompondo-se 50g dessa amostra, obteve-se cal virgem (CaO) e gás carbônico (CO2). Admitindo-se um rendimento de 70% para essa reação, quantos mols de gás carbônico foram conseguidos?
    R: 0,21 mol
  24.  Na combustão do cicloexano (C6H12), qual a quantidade em mols de oxigênio (O2) consumida, para um mol de cicloexano queimado, conforme a equação:
    C6H12 + O2 à CO2 + H2O?
    R: 9 mols