Apostila sobre Relações de Massa - complete na aula comigo

O assunto é estudado na 2a Série do Ensino Médio.

Criem um grupo de estudos on line e me avisem para que eu possa encaminhar esta apostila com todas as figuras, etc, para ficar ainda melhor.

Saberemos de onde são feitos os cálculos de massas e volumes das substâncias envolvidas nos fenômenos da natureza.

Os "milagres" deixarão de serem inexplicáveis. Você verá!

I - Número de Avogadro(N_A)

Amadeo Avogadro (1776-1856) procurou o número de átomos presentes numa amostra correspondente à massa atômica expressa em gramas que é o mesmo número de moléculas existentes numa amostra correspondente à massa molecular expressa em gramas.

O valor real da massa unitária real é

u = 1,66.10^-24g

1. Cálculo do Número de Avogadro para o Ferro (Massa Atômica 56u):

1 átomo pesa 56 u 56. 1,66.10 ^-24g

N_A átomos 56 g

2. Cálculo do Número de Avogadro para a Água (Massa Molecular: 18u):

1 molécula 18 u 18. 1,66.10 ^-24g

N_A moléculas 18 g

O Número de Avogadro(NA) é 6,02.10²³ e indica o número de átomos na Massa Atômica expressa em gramas e o número de moléculas na Massa Molecular expressa em gramas.

II - Mol

Mol é a quantidade da matéria que contém tantas unidades quanto o número de átomos presentes em 12 gramas do C¹².

MA do Fe = 56 u = peso de um átomo

Mol do Fe pesa®56g possui®6,02.10²³átomos

III – Massa Molar (M)

Massa Molar é a massa que contém 6,02.10²³ entidades.

A unidade da massa molar é g.mol^-1 que equivale a gramas/mol.

Massa Molar do Carbono: 12g.mol^-1 ou 12g/mol que significa: em 1 mol que pesa 12g de C¹² existem 6,02. 10²³ átomos de carbono.

MA de C pesa ® 12 u possui ®1 átomo

Mol do C pesa®12g possui®6,02.10²³átomos

Massa Molar da Água: 18g.mol^-1 ou 18g/mol que significa: em 1 mol de água que pesa 18g de água existem 6,02.10²³ moléculas.

MM de H₂O pesa ® 18u possui ® 1 molécula

Mol do H₂O ® 56g possui® 6,02.10²³moléculas

COMPLEMENTO:

01. A análise de um amálgama usando nas restauração de dentes, revelou a presença de 40% (em massa) de mercúrio: prata e estanho completam os 100%.

Um dentista que usa 1,0g desse amálgama em cavidades dentárias de um cliente está na realidade, usando quantos gramas de mercúrio?

Quantos átomos de mercúrio estão sendo colocados nas cavidades dentárias?

Dados: M(Hg) = 200g/mol

N = 6,0.10²³ átomos

02. O volume de etanol(C₂H₅OH) necessário para encher o tanque de um automóvel é 50dm³. Calcule o número de moléculas de etanol contidas neste volume. Obs: (d = 0,79gmL^-1.

03. O efeito estufa é um fenômeno de graves conseqüências climáticas que se deve a altas concentrações de CO₂ no ar. Considere que, num dado período, uma indústria “contribuiu” para o efeito estufa, lançando 88 toneladas de CO₂ na atmosfera. O número de moléculas do gás lançado no ar, naquele período, foi aproximadamente:

Dados: C = 12; O = 16; N_A = 6,02 . 10²³

a) 10²⁷ b) 10²⁴ c) 10³⁰ d) 10²³

IV - Volume Molar

Volume molar é o volume ocupado por mol de um gás.

1. Volume Molar na CNTP

Volume Molar é medido nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), onde é considerada normal a temperatura de 0 ºC ou 273 K. Pressão normal é medida ao nível do mar e corresponde a 1,00 atm (uma atmosfera) ou 760 mm Hg ( 760 milímetros de mercúrio).

Através da equação de Clapeyron podemos determinar o volume molar na CNTP:

PV = nRT \ V = nRT = 1,00.0,0820.273

P 1,00

V = 22,385 ou V = 22,4L

P = Pressão normal = 1,00 atm

V = Volume molar

n = 1,00 mol

R = 0,0820 atm.L.K_-1 .mol^-1 e T = 273 K

2. Volume Molar nas condições ambientais

Volume Molar medido nas condições ambientes, onde a temperatura é de 25º C.

PV= nRT; P= 1,00atm; R=0,0820atm.1.mol^-1 K^-1

V = Volume molar T=273+25=298 K n=1 mol

V= nRT =1,00.0,0820,298=24,436L = 24,4L

P 1,00

V – Proporção estequiométrica

Os coeficientes indicam o número de moléculas que participam da reação. Eles indicam a proporção em mol segundo a qual as substâncias reagem e são produzidas.

Exemplo na combustão do gás propano:

1C₃H_8(g) + 5O_2(g) ® 3CO_2(g) + 4H₂O_(g)

1molécula 5moléculas 3moléculas 4moléculas

1.6.10²³ 5.6.10²³ 3.6.10²³ 4.6.10²³ moléculas

1Mol 5Mol 3Mol 4Mol

1.46g 5.32g 3.44g 4.18g

1.22,4L 5.22,4L 3.22,4L 4.22,4L

Para substâncias moleculares gasosas na CNTP:

1Mol......MMg......6,02.10²³moléculas.......22,4L

COMPLEMENTO:

04. 10g de um elemento químico Y reagem totalmente com 20g de um elemento químico Z formando um composto X. Segundo as leis ponderais é correto afirmar que:

a) Para obter 60g de X são necessários 30g de Y.

b) Para obter 15g de X são necessários 7,5g de Y e 7,5g de Z.

c) Colocando para reagir 20g de Y com 50g de Z serão formados 70g de X.

d) A proporção em que as massas Y e Z se combinam para formar X será sempre de 1:2.

e) As massas de Y e Z formarão X sempre obedecendo a proporção em massa de 3:1.

05. Quando 96g de ozônio se transformam completamente, a massa de oxigênio comum produzida é igual a:

a) 32 g b) 48g c) 64g

d) 80g e) 96g

06. O Carbeto de Cálcio pode ser empregado como gerador de gás Acetileno ao reagir com água. A equação da reação é:

CaC₂ + 2 H₂O ® C₂H₂ + Ca(OH)₂

Qual a quantidade mínima de Carbeto de Cálcio, em gramas, necessária para produzir 5,6 metros cúbicos de gás Acetileno, medidos nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), é: (Dados: volume molar nas CNTP=22,4 dm³/mol; massas molares em g/mol: Ca = 40,0, O=16,0; H = 1,0; C =12,0)

07. A produção de carboidratos (fórmula mínima CH₂O) pelas plantas verdes obedece à equação geral da fotossíntese:

CO₂ + H₂O ®CH₂O + O₂

Quantos litros de gás carbônico, medido nas CNTP, serão necessários para produzir 10g de carboidrato?

a) 0,33 b)7,5 c) 22 d) 44 e) 75

08. Antiácido é um produto farmacêutico utilizado para reduzir a acidez estomacal provocada pelo excesso de ácido clorídrico, HCl . Este produto farmacêutico pode ser preparado à base de bicarbonato de sódio, NaHCO₃.

Dados: Na=23; H=1; O = 16

a) Escreva a reação do bicarbonato com ácido clorídrico.

b) Considerando que uma dose do antiácido contém 2,52g de bicarbonato de sódio, calcule o número de mols de ácido neutralizados no estômago.

09. As máscaras de oxigênio utilizadas em aviões contêm superóxido de potássio (KO₂) sólido. Quando a máscara é usada, o superóxido reage com o CO₂ exalado pela pessoa e libera O₂, necessário à respiração, segundo a equação química balanceada:

2KO₂ + CO₂ K₂CO₃ + 3/2 O₂

Calcule a massa de KO₂, expressa em gramas, necessária para reagir com 0,10 mol de CO₂.

10. Um balão de oxigênio contendo 3,01.10²⁶ moléculas foi completamente utilizado por uma equipe médica durante uma cirurgia. Admitindo-se que havia apenas gás oxigênio nesse balão, determine a massa utilizada do referido gás.

Massa Molar do O₂: 32gmol^-1. N_A = 6,02.10²³.

11. “Acabei de tomar um Açaí e pedi ao garçon que me trouxesse do freeser um pacote fechado para ler as informações nutricionais escritas na embalagem. Com dificuldade de equilibrar o pacote, uma vez que estava a -18º C, li que uma porção de 100g, correspondente a meio copo pequeno de açaí, o valor energético é de 40,0kcal ou 168kJ. Demais informações que me interessaram:

	Quantidade por porção
Proteinas	1,02g
Fibra alimentar	2,00g
Cálcio	22,50g
Ferro	0,11mg
Fósforo	9,30mg
Potássio	73,38mg
Magnésio	13,70mg

Entendi a importância do Açaí, principalmente como fonte de fibra, cálcio e potássio para meu organismo. O Açaí, como a Água de Coco se constitui em Bebida Energética natural que não engorda e repõe o potássio perdido na transpiração, além de ajudar a memória com muito Fósforo. Tomando um copo de 500g de açaí, sem contar o xarope, a banana/morango e a granola, quantos átomos de Fósforo meu organismo terão adquirido”?

Massa Atômica do Fósforo: 31u.

12. O Androfeno é um analgésico anti-reumático. Na análise de 100g deste composto obteve-se 55,8% de carbono; 8,52 mol de átomos de hidrogênio; 4,65.10²³ átomos de nitrogênio e 1,55 mol de átomos de oxigênio. Qual a fórmula mínima do Androfeno?

Massas Atômicas: C – 12u e H – 1u.

13. Um dos equipamentos mais comuns de camping é o bujão de gás propano de volume igual a 5,0L e conteúdo de 3,0kg de propano líquido.

a) Escreva a fórmula estrutural indicando todos os átomos, a fórmula estrutural de bastão, fórmula molecular e a massa molecular do propano(1,0). Dadas as Massas Atômicas: C = 12u; H = 1u.

b) Quando a torneira do gás for aberta por tempo indeterminado, todo o gás sai do bujão. Sai da pressão de 3,0atm que o estava liquefazendo para a pressão normal ambiente, ao nível do mar. Admitindo-se uma noite fria em que a temperatura esteja a 0^oC, determine o volume que o gás ocupará(0,5). C = 12gmol^-1; H = 1gmol^-1.

Volume Molar na CNTP: 22,4Lmol^-1.

c) Quando a torneira do gás for aberta por tempo indeterminado, todo o gás sai do bujão. Sai da pressão de 3,0atm que o estava liquefazendo para a pressão normal ambiente, ao nível do mar. Admitindo-se uma manhã agradável de 27º C, determine o volume que o gás ocupará(0,5).

Dados: Massas Molares: C = 12gmol^-1; H = 1gmol^-1. Constante Universal dos Gases(R) = 0,082.atm.L. K^-1.mol^-1.

14. Um tanque de 60dm³ é cheio com álcool hidratado(96% de Etanol e 4% de Água). Considerando combustão completa e densidade do etanol sendo 0,78g mL^-1 determine a massa de gás carbônico eliminada na atmosfera. Massas molares: C=12g mol^-1; H=1g mol^-1; O=16g mol^-1

15. Um tanque de automóvel está cheio com 60 litros de álcool hidratado (96% álcool). A densidade é 0,9g/ml.

Indique:

a) a massa da água obtida ao queimar-se todo o álcool do tanque.

b) o volume de gás carbônico que sai do escapamento, supondo combustão completa

16. Foram misturados 50g de hidrogênio(H₂) com 50g de oxigênio(O₂) em condições de se formar água. Dados os pesos atômicos H=1 e O=16, determine:

a) O reagente limitante.

b) A massa de água formada.

c) A massa do reagente em excesso.

17. Nas indústrias petroquímicas, enxofre pode ser obtido pela reação:

2 H₂S + SO₂ 3S + 2 H₂O

Qual é a quantidade máxima de enxofre, em gramas, que pode ser obtida partindo-se de 5,0 mols de H₂S e 2,0 mols de SO₂?

Indique os cálculos.(S=32)

18. 400g de NaOH são adicionados a 504g de HNO₃. Calcule

a) a massa de NaNO₃ obtida;

b) a massa do reagente em excesso, se houver.

19. Quantas toneladas de aço com 98% de Ferro e 2% de Carbono foram produzidas a partir de 10 toneladas de hematita com 60% de Fe₂O₃ na reação abaixo com rendimento de 70%?

Massas Molares: Fe=56g mol^-1; O=16g mol^-1

1 Fe₂ O₃ + 3 CO 2 Fe + 3 CO₂

20. Cada bebida alcóolica contém um diferente teor de etanol. A graduação alcóolica é expressa em ºGL e indica a porcentagem, em volume, de etanol na bebida. Exemplo: na cerveja, 4º GL significa 4% de etanol. É considerado alcoolizado quem tiver uma concentração de álcool no sangue acima de 0,013mol/L. Sabe-se que apenas 10% do álcool ingerido entra na corrente sanguínea. Um adulto tem aproximadamente 3,0 litros de sangue.

I. Quantos g/mL de etanol ficam no sangue ao tomar uma lata de cerveja de 380mL?

Densidade do Etanol(C₂H₅OH) é 0,8g/mL.

II. Sabe-se que o primeiro mal causado pela ingestão de álcool é a desidratação do fígado. Qual o motivo do etanol se unir tão facilmente à água?

III. Admitindo-se que cada molécula de etanol se uma a duas moléculas de água, determine o volume de xixi causado pela ingestão de uma latinha de cerveja.

IV. O maior mal causado pela ingestão de álcool é a sua transformação química em aldeído, que provoca ressaca e em ácido que pode causar a destruição dos rins. Escreva as fórmulas químicas dos produtos citados e determine o NOX médio do carbono nos três compostos.

V. Quantas latinhas de cervejas atingem o limite alcoólico citado no texto?

Totti, Alceudispor!

http://alceutotti.blogspot.com