Questões Militares Comentadas sobre grandezas: massa, volume, mol, massa molar, constante de avogadro e estequiometria. em química

A sacarina, cuja fórmula estrutural plana é visualizada abaixo, é uma substância cerca de 300 vezes mais doce que a sacarose (açúcar de mesa). Supondo que este edulcorante seja consumido na forma molecular, assinale a alternativa correta que apresenta a quantidade de matéria (em mols) de sacarina e a quantidade de enxofre, em miligramas, presentes em 457,5 mg de sacarina.

A sacarina, cuja fórmula estrutural plana é visualizada abaixo, é uma substância cerca de 300 vezes mais doce que a sacarose (açúcar de mesa). Supondo que este edulcorante seja consumido na forma molecular, assinale a alternativa correta que apresenta a quantidade de matéria (em mols) de sacarina e a quantidade de enxofre, em miligramas, presentes em 457,5 mg de sacarina.

Dados: H=1; C=12; N=14; O =16; S=32 Constante de Avogadro = 6,0 x 10²³

Conforme descrito pelo Corpo de Bombeiros Militar de Minas Gerais, um incêndio destruiu parte de uma casa no norte do estado de Minas Gerais. O acidente ocorreu quando uma criança de 4 anos brincava com uma caixinha de fósforos.

Disponível em: https://www.otempo.com.br/cidades/paisdeixam-crianca-de-4-anos-brincar-com-fosforo-e-casa-eincendiada-em-mg-1.2430627. Acesso em: 3 ago. 2021 (adaptado). 

Na ponta do palito de fósforos existem várias substâncias, entre elas o trissulfeto de tetrafósforo (P₄ S₃ ). Essa substância inflama-se na presença de oxigênio, conforme descrito na equação química não balanceada a seguir:

P₄ S₃(s) + O₂(g) → P₄O₁₀(s) + SO₂(g)

Considerando que um palito de fósforo é constituído por 1.000 mg dessa substância, que por sua vez possui 40% em massa de trissulfeto de tetrafósforo, qual é a massa mais próxima do gás dióxido de enxofre (SO₂ ), produzida quando um palito de fósforo se queima completamente? 

Uma das ações do Corpo de Bombeiros Militar é orientar os banhistas de rios e lagoas quanto aos riscos de nadarem alcoolizados. Esses banhistas estão sujeitos ao afogamento, pois, ao consumirem álcool, ficam com a coordenação motora comprometida e perdem a percepção do perigo. Para ficar embriagada, uma pessoa que pesa 70 kg precisa ingerir 15 mL de etanol puro, que se acumula na corrente sanguínea, deixando-a sujeita ao afogamento.

Com base nas condições descritas e considerando que o teor alcoólico de uma cerveja seja de 5% V/V, qual quantidade mínima dessa bebida, em mililitros, ingerida por um indivíduo, poderia caracterizar sua embriaguez?

Considerado um metal precioso, a prata(Ag) é muito utilizada em diversos segmentos industriais para a fabricação de talheres, joias, produção de baterias, entre outros.
Sabendo-se que 1 mol de Ag contém 6,022 x 10²³ átomos de Ag e pesa 107,9g, qual é a massa, em gramas, de um átomo de prata?

Reação química causou explosão em paiol no RJ
A explosão no arsenal da Marinha na ilha do Boqueirão (RJ) foi provocada pela combustão espontânea de amostras de pólvora, armazenadas no paiol de trânsito – aquele usado para guardar a munição retirada dos navios. (...) Para entrar em combustão espontânea, a pólvora teve contato com umidade. A umidade provocou reações químicas na pólvora, que pegou fogo e provocou um incêndio. (...) Segundo a Folha apurou, esse é o resultado do laudo que explicará as causas do acidente, ocorrido em 16 de julho passado (...).
https://www1.folha.uol.com.br/fsp/1995/8/25/cotidiano/27.html Acesso em 22/06/2020.
Uma reação que pode ocorrer com a pólvora é
2 KNO₃ + S + 3 C → K₂S + N₂ + 3 CO₂
Em uma reação completa, foram obtidos 135 kg de produtos, a partir da queima de 101 kg de nitrato de potássio e 16 kg de enxofre. A quantidade de carvão queimada, em quilogramas, foi de

Uma mistura de carbonato de sódio decahidratado e bicarbonato de sódio foi colocada em um cadinho e levada a uma mufla a 350 °C por 3 h, tendo ocorrido as seguintes reações.

Na₂CO₃ · 10 H₂O(s) → Na₂CO₃(s) + 10 H₂O(v)

2 NaHCO₃(s) → Na₂CO₃(s) + H₂O(v) + CO₂(g)

Finalizado o processo, restou unicamente carbonato de sódio no cadinho, verificando-se uma perda total de massa de 6,70 g. 

Sabendo que M(H) = 1 g/mol, M(C) = 12 g/mol, M(O) = 16 g/mol e M(Na) = 23 g/mol, e supondo que a quantidade de CO₂ seco desprendido do cadinho seja igual a 2,20 g, assinale a opção que indica a quantidade, em gramas, de Na₂CO₃ · 10 H₂O existente na mistura inicial.

Reação química causou explosão em paiol no RJ A explosão no arsenal da Marinha na ilha do Boqueirão (RJ) foi provocada pela combustão espontânea de amostras de pólvora, armazenadas no paiol de trânsito – aquele usado para guardar a munição retirada dos navios. (...) Para entrar em combustão espontânea, a pólvora teve contato com umidade. A umidade provocou reações químicas na pólvora, que pegou fogo e provocou um incêndio. (...) Segundo a Folha apurou, esse é o resultado do laudo que explicará as causas do acidente, ocorrido em 16 de julho passado (...). https://www1.folha.uol.com.br/fsp/1995/8/25/cotidiano/27.html Acesso em 22/06/2020.
Uma reação que pode ocorrer com a pólvora é 2 KNO3 + S + 3 C → K2S + N2 + 3 CO2 Em uma reação completa, foram obtidos 135 kg de produtos, a partir da queima de 101 kg de nitrato de potássio e 16 kg de enxofre. A quantidade de carvão queimada, em quilogramas, foi de

Com os problemas de natureza sanitária causados pela pandemia gerada pela Covid-19, o Corpo de Bombeiros Militar de Minas Gerais tem realizado ações que visam orientar a população quanto ao uso do álcool em gel 70 ºINPM (grau INPM – Instituto Nacional de Pesos e Medidas) ou (70% p/p). O fato é que o álcool em gel se tornou um poderoso combatente no processo de higienização das mãos e proteção contra o novo coronavírus. Entretanto, não se deve nos esquecer de que, além de um eficiente desinfetante, o álcool é uma substância inflamável. Ele também tem sido a causa de muitos acidentes domésticos devido ao seu uso inadequado.

A equação a seguir representa a combustão de um mol de molécula do etanol: 

CH₃CH₂OH + 3O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O

ΔH° = - 1373kJ

O etanol é o tipo de álcool utilizado no álcool em gel. Se considerar apenas o álcool 70 ºINPM como constituinte do álcool em gel e que 460 g desse composto foram completamente queimados, qual a energia, em kJ, mais próxima liberada nesse processo?

A tragédia ocorrida com a explosão na região portuária de Beirute provocou a morte de mais de 100 pessoas e deixou cerca de 4 mil feridos. Conforme relatado pelo Corpo de Bombeiros local, fertilizantes à base de nitrato de amônio (NH₄ NO₃ ) foram a causa do desastre. Segundo os peritos, os fertilizantes à base de NH₄ NO₃ , quando em composição igual a 65%m/m desse composto, podem explodir, principalmente quando envolvidos em situações de incêndio. Uma súbita decomposição térmica do nitrato de amônio é alavancada para uma forte detonação e, provavelmente, foi isso que ocorreu em Beirute.
CAMPOS, B. Instituto Geral de Perícias de Santa Catarina. Disponível em: <https://www.sc.gov.br/noticias/temas/defesa civil-e-bombeiros/perito-do-igp-explica-semelhancas-entreexplosao -em-beirute-e-incidente-em-sao-francisco-do-sul>. Acesso em: 20 ago. 2020 (Adaptação).
Considerando que 20 toneladas do fertilizante com 65%m/m em nitrato de amônio foram expostas ao acidente e todo o nitrato foi queimado, qual é a massa mais próxima, em toneladas, de nitrogênio, detonada na explosão?

O carbeto de cálcio, de fórmula CaC₂ , é muito comum em equipamentos usados por exploradores de cavernas para fins de iluminação. Ele reage com água e gera como um dos produtos o gás acetileno (etino), de fórmula C₂H₂, conforme mostra a equação, não balanceada, a seguir

CaC₂ (s) + H₂O (l)  → C₂H₂ (g) + Ca(OH)₂ (s)     (equação 1)

Sequencialmente, esse gás inflamável pode sofrer uma reação de combustão completa, liberando intensa energia, conforme a equação, não balanceada, a seguir

C₂H₂ (g) + O₂ (g)  → CO₂ (g) + H₂O (g) + calor     (equação 2)

Uma massa de 512 g de carbeto de cálcio com pureza de 50% (e 50% de materiais inertes) é tratada com água, obtendo-se uma certa quantidade de gás acetileno. Esse gás produzido sofre uma reação de combustão completa.

Considerando a reação de combustão completa do acetileno nas condições ambientes (25ºC e 1 atm), o volume de gases obtidos e o valor da energia liberada como calor nessa reação, a partir da massa original de carbeto de cálcio, são, respectivamente,

    Dados:

– volume molar na condição ambiente = 24,5 L · mol^-1 (25ºC e 1 atm); calor de combustão do etino = -1298 kJ · mol^-1 ; e

– constante universal dos gases R=0,082 L · atm · mol^-1 · K^-1 .

O fósforo branco, de fórmula P₄, é uma substância bastante tóxica. É utilizado para fins bélicos como arma química de guerra em granadas fumígenas. Pode ser obtido a partir do aquecimento do fosfato de cálcio, areia e coque em um forno especial, conforme mostrado na equação balanceada da reação:

2 Ca₃(PO₄)₂ (s) + 6 SiO₂ (s) + 10 C (s) → 6 CaSiO₃ (s) + 1 P₄ (s) + 10 CO (g)

A respeito da reação de obtenção do fósforo branco, seus participantes e suas características são feitas as seguintes afirmativas.

I – O fósforo branco é classificado como uma substância iônica polar.

II – O fósforo branco (P₄ ) é classificado como uma substância simples.

III – A geometria da molécula do gás monóxido de carbono é angular.

IV – A massa de fósforo branco obtida quando se aquece 1860 g de fosfato de cálcio com rendimento de 80% é de 297,6 g.

V – A distribuição eletrônica do átomo de cálcio no estado fundamental é: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵.

Das afirmativas feitas estão corretas apenas

O oxalato de cálcio é oxidado por permanganato de potássio em meio ácido. A equação não balanceada dessa reação é representada a seguir:

CaC₂O₄ + KMnO₄ + H₂SO₄ → CaSO₄ + K₂SO₄ + MnO₂ + H₂O + CO₂

A soma dos coeficientes da equação da reação corretamente balanceada (menores números inteiros) e o volume de CO₂ liberado quando se faz reagir 384 g de oxalato de cálcio por reação completa, na condição ambiente (25 ºC e 1 atm), são, respectivamente

Dados:

– volume molar nas condições ambiente de temperatura e pressão (25 ºC e 1 atm): 24,5 L · mol^-1 ; e

– constante universal dos gases R=0,082 L · atm · mol^-1 · K^-1 .

Uma amostra de uma mistura formada por oxalato de cálcio anidro e dióxido de silício foi analisada por técnica de termogravimetria. A amostra foi colocada no interior de um equipamento, que é constituído de um forno acoplado a uma balança. Nele, a amostra é aquecida em um recipiente aberto e as variações de massa e da temperatura são registradas simultaneamente por um computador. A decomposição térmica do oxalato de cálcio anidro inicia em cerca de 400 ºC e ocorre em duas etapas representadas pelas equações. O composto sólido formado na primeira reação se decompõe em cerca de 600 °C. 
CaC₂O₄ (s) ➝  CaCO₃ (s) + CO (g) CaCO₃ (s)  ➝ CaO (s) + CO₂ (g)

O resultado da análise é apresentado na forma de uma curva da variação de massa em função da temperatura ao longo do processo de aquecimento.


(Cavalheir, E. T. G.; et al. Química Nova. Adaptado) 

I. 51,2 mg da amostra da mistura de CaC₂ O₄ e SiO₂ . II. 42,8 mg. III. 29,6 mg.

O teor de oxalato de cálcio nessa amostra é de

O fosfeto de boro (BP) é um semicondutor sólido que pode ser obtido por meio da reação entre o tricloreto de boro líquido, fósforo branco (P₄ ) e gás hidrogênio. O cloreto de hidrogênio é um subproduto dessa reação.
Considerando que a reação cessa após o consumo total do reagente limitante, ao serem misturados 12 mol de cada um dos reagentes, a quantidade máxima de fosfeto de boro que pode ser formada e a quantidade total de reagentes que permanecem sem reagir são, respectivamente,

Em um experimento foram empregados três barômetros que continham no interior de cada um dos tubos, acima do mercúrio, uma coluna de idêntico volume de líquido. Em um dos tubos, o líquido era água destilada. Dois dos líquidos eram soluções de idênticas concentrações, sendo uma delas de cloreto de sódio e a outra de glicose. A montagem do experimento é representada na figura.

Nesse experimento, a água, a solução de cloreto de sódio e a solução de glicose estão contidas, respectivamente, nos tubos

O ânion perxenato (XeO6 4- ) é um oxidante muito forte, capaz de oxidar Mn(II) a Mn(VII), conforme a equação química abaixo:

5 Na₄XeO₆(aq) + 8 MnSO₄(aq) + 2 H₂O(l) → 5 Xe(g) + 8 NaMnO₄(aq) + 6 Na₂SO₄(aq) + 2 H₂SO₄(aq)

Além disso, o XeO6 4- é um oxidante limpo, pois não introduz produtos de redução no meio da reação, uma vez que o xenônio formado está na forma de gás.

Um experimento foi realizado na temperatura de 300 K e 100 kPa, em que 16 mol de MnSO4 foram totalmente oxidados por Na4XeO6 e todo o gás produzido foi coletado. Nessas condições, o volume de um mol de um gás ideal é igual a 24,9 L.

O volume (em L) de gás coletado nesse experimento foi igual a:

A combustão completa do eicosano, um dos componentes da parafina utilizada para formar velas, é representada pela seguinte equação, não balanceada:

___ C₂₀H₄₂ + ___ O₂ → ___ CO₂ + ___H₂O

Nessa equação, quando o coeficiente estequiométrico do eicosano for 2, o do oxigênio será