Cálculo
estequiométrico ou estequiometria (do grego: stoikheion, elemento; metron,
medição) é o cálculo das quantidades de reagentes e/ou produtos das reações
químicas feito com base nas leis das reações e executado, em geral, com o
auxílio das equações químicas correspondentes.
Regras fundamentais
1a) Escrever a
equação química mencionada no problema.
2a) Balancear ou
acertar os coeficientes dessa equação (lembre-se de que os coeficientes indicam
a proporção em mols existente entre os participantes da reação).
3a) Estabelecer uma
regra de três entre o dado e a pergunta do problema, obedecendo aos
coeficientes da equação, que poderá ser escrita em massa, ou em volume, ou em mols,
conforme as conveniências do problema.
1). O ácido
fosfórico, usado em refrigerantes do tipo “cola” e possível causador da
osteoporose, pode ser formado a partir da equação não-balanceada:
Ca3(PO4)2
+
H2SO4 → H3PO4 + CaSO4
Partindo-se de 62 g
de Ca3(PO4)2 e usando-se quantidade suficiente
de H2SO4, qual, em gramas, a massa aproximada de H3PO4
obtida?
a) 19
b) 25
c) 39
d) 45
e) 51
2). O alumínio
metálico é obtido pela redução eletrolítica da bauxita, na presença da criolita
que age como fundente, abaixando o ponto de fusão da bauxita de 2.600 °C para
cerca de 1.000 °C. Considerando que a
bauxita é composta por óxido de alumínio, Al2O3, a massa
em toneladas de alumínio metálico a partir de 51,0 toneladas de bauxita é de:
a)
23,5
b)
25,5
c)
27,0
d)
32,0
e)
39,3
3). (ENEM/2016) A minimização
do tempo e custo de uma reação química, bem como o aumento na sua taxa de
conversão, caracterizam a eficiência de um processo químico. Como consequência,
produtos podem chegar ao consumidor mais baratos. Um dos parâmetros que mede a
eficiência de uma reação química é o seu rendimento molar (R, em %) definido
como
em que n corresponde
ao número de mols. O metanol pode ser obtido pela
reação entre brometo de metila e hidróxido
de sódio, conforme a equação química:
As massas molares (em
g/mol) desses elementos são: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; Br = 80.
O rendimento molar da
reação, em que 32 g de metanol foram obtidos a partir de 142,5 g de brometo de
metila e 80 g de hidróxido de sódio, é mais próximo de
a) 22%.
b) 40%.
c) 50%.
d) 67%.
e)
75%.
4). (ENEM/2016) Para
cada litro de etanol produzido em uma indústria de cana-de-açúcar são gerados
cerca de 18 L de vinhaça que é utilizada na irrigação das plantações de
cana-de-açúcar, já que contém teores médios de nutrientes N, P e K iguais a 357
mg/L, 60 mg/L e 2 034 mg/L, respectivamente.
Na produção de 27 000
L de etanol, a quantidade total de fósforo, em kg,
disponível na vinhaça será mais próxima de
a). 1.
b). 29.
c). 60.
d). 170.
e).
1 000.
CONTENTRAÇÃO MOLAR (QUANTIDADE DE MATÉRIA) OU MOLARIDADE
ou
5). Uma pessoa usou
34,2 g de sacarose (C12H22O11) para adoçar seu
cafezinho. O volume de cafezinho adoçado na xícara foi de 50 mL. Qual foi a
concentração da sacarose nesse cafezinho?
a) 0,5 mol/L
b)
1,0 mol/L
c)
1,5 mol/L
d)
2,0 mol/L
e)
2,5 mol/L
6).
Soluções de uréia, (NH2)2CO, podem ser utilizadas como
fertilizantes. Uma solução foi obtida pela mistura de 210 g de uréia e 1.000 g
de água. A densidade da solução final é 1,05 g/mL. Qual a concentração da
solução em percentual de massa de uréia e em mol/L, respectivamente?
Esse processo é aplicado quando se deseja separar os componentes de misturas constituídas por um líquido e uma substância sólida não volátil (ou seja, uma substância que não se vaporiza facilmente). Por exemplo, uma mistura de água e sal de cozinha.
No aquecimento da mistura, quando o líquido entra em ebulição, os vapores formados no balão de destilação passam para um aparelho chamado condensador. Em contato com as paredes frias do condensador, o vapor transforma-se em líquido novamente e é recolhido em um frasco. O sólido fica retido no balão após a vaporização do líquido. Muitas vezes sobra também certo volume de líquido juntamente com o sólido. Por isso é comum completar o processo com uma secagem em estufa ou ao ar livre.
QUESTÕES
1). Certas misturas podem ser separadas, usando-se uma destilação simples, realizável numa montagem, como a apresentada nesta figura:
Suponha que a mistura é constituída de água e cloreto de sódio dissolvido nela. Ao final da destilação simples dessa mistura, obtém-se, no erlenmeyer:
a) água
b) água + ácido clorídrico
c) água + cloreto de sódio
d) água + cloro
2). Considere cada um dos sistemas fornecidos a seguir:
I. ar liquefeito
II. cloreto de sódio fundido
III. solução aquosa de carbonato de cálcio
IV. água e óleo
V. hidrogênio liquefeito
A destilação simples pode ser empregada na separação dos componentes de qual das misturas fornecidas?
a) I b) II c) III d) IV e) V
3). Analise cada uma das misturas fornecidas abaixo:
I. água e cloreto de sódio (mistura homogênea).
II. água e carvão ativo
III. água e éter (o éter é imiscível em água).
IV. água e acetona (a acetona é miscível em água).
Qual dos componentes fornecidos acima pode ser separado pela destilação simples?
a) I
b) II
c) III
d) IV
e) n.d.a.
4). (UEPB) Na natureza, dificilmente, encontram-se substâncias puras. Geralmente, encontram-se misturas constituídas de uma substância principal e impurezas. Na separação dessas misturas, empregam-se métodos de análises imediatas que se aplicam conforme o tipo de mistura. Assinale a alternativa que indica qual é a forma utilizada para a separação dos componentes do ar.
a) Dissolução fracionada.
b) Destilação simples.
c) Ventilação.
d) Fusão fracionada.
e) Liquefação e destilação fracionada.
5). (UFMS) Quando chega às refinarias, o petróleo passa por processo que resulta na separação de seus diversos hidrocarbonetos, como gasolina, querosene e óleo diesel. Assinale a alternativa que apresenta o nome do processo utilizado nas refinarias.
a) Flotação.
b) Filtração.
c) Destilação fracionada.
d) Extração por solvente.
e) Extração com água.
6). (Ufac) O sistema complexo da água dos rios, lagos e oceanos possui características de solução, de dispersão coloidal e suspensão. Devido ao efeito da temperatura sobre esse complexo sistema líquido, parte da água se evapora e forma as nuvens, que posteriormente devolverão a água na forma de chuva, fechando um ciclo natural. O fenômeno de evaporação que foi descrito é mais bem definido como:
a) Um processo de destilação.
b) Um processo de catação.
c) Um processo de filtração.
d) Um processo de decantação.
e) Um processo de peneiração.
7). Sabe-se que o petróleo é formado pela mistura de diversas substâncias químicas diferentes, as quais são separadas umas das outras por meio do(a):
a) Filtração a vácuo
b) Destilação simples
c) Decantação
d) Destilação fracionada
8). Analise cada uma das afirmativas feitas sobre os quatro sistemas propostos a seguir:
I. água e gasolina
II. metanal (CH2O)
III. nitrogênio (N2)
IV. água e metanol
1) Os sistemas I, II, III e IV são, respectivamente, mistura heterogênea, substância composta, substância simples e mistura homogênea.
2) Para realizar a separação dos componentes do sistema I, deve-se usar o processo de destilação fracionada.
3) Se misturarmos os componentes do sistema I e IV, haverá uma mistura heterogênea trifásica.
4) Para realizar a separação de cada um dos componentes do sistema IV, deve-se usar o processo de destilação fracionada.
5) A mistura formada pelos sistemas II e III pode ser separada por decantação.
Tonoscopia
ou tonometria é o estudo do abaixamento da pressão máxima de vapor de um líquido, ocasionada pela dissolução de um soluto não-volátil, a uma mesma
temperatura.
A pressão de vapor da solução formada sempre será menor que a do solvente puro em razão do solvente e do soluto não volátil realizarem interações intermoleculares, o que dificulta a passagem das moléculas do solvente para o estado de vapor.
1).
Foram misturados e agitados 400g de sulfato de sódio com 750g de água a 18°C,
resultando um sistema heterogêneo. Por filtração desse sistema foram obtidos
900g de solução saturada. Calcule o CS do sal a 18°C e a massa do resíduo da
filtração.
2).
A solubilidade do K2Cr2O7, a 20ºC, é de
12g/100g de água. Sabendo que uma solução foi preparada dissolvendo-se 20g do
sal em 100g de água a 60ºC e que depois, sem manter em repouso, ela foi
resfriada a 20ºC, podemos afirmar que:
a)
todo sal continuou na solução.
b)
todo sal passou a formar um corpo de chão.
c)
8g de sal foi depositado no fundo do recipiente.
d)
12g do sal foi depositado no fundo do recipiente.
e)
31g do sal passou a formar um corpo de chão.
3).
Solução salina normal é uma solução aquosa de cloreto de sódio, usada em
medicina porque a sua composição coincide com aquela dos fluídos do organismo.
Sabendo-se que foi preparada pela dissolução de 0,9g do sal em 100 mL de
solução, podemos afirmar que a molaridade da solução é, aproximadamente,
A)
1,25
B)
0,50
C)
0,45
D)
0,30
E)
0,15
4).
A massa de permanganato de potássio (KMnO4) que deve ser dissolvida
em água até completar o volume de solução de 200mL, de modo a obter-se uma
solução 0,01mol/L, é de Dado: massa molar (g/mol) O = 16, K = 39, Mn = 55
a)
1,580g.
b)
2,000g.
c)
0,020g.
d)
0,316g.
e)
0,158g.
5). “Para obter 600
mL de solução 0,20 M de NaOH, podem-se misturar 400 mL de solução X M de
NaOH com Y mL de solução 0,40Mda mesma base.” Essa afirmação fica
correta quando X e Y são substituídos, respectivamente, por:
a) 0,10 e 600
b) 0,10 e 400
c)
0,10 e 200
d)
0,20 e 400
e)
0,20 e 200
6).
Misturam-se 600 mL de uma solução 0,20M de Ca(OH)2 com 400 mL de uma
solução 0,50M de HCl. Calcule as concentrações molares em relação ao Ca(OH)2,
ao HCl e ao sal formado na solução resultante.
7). (UFRRJ)
Misturam-se 200 mL de solução 0,2 M de hidróxido de sódio com 200 mL de solução
0,2 M de ácido sulfúrico.
a) Demonstre por meio
de cálculos se a solução resultante será ácida, neutra ou alcalina.
b) Qual a molaridade
final do reagente em excesso (se houver)?