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

Com o avanço crescente da violência nas grandes cidades, o uso de armas não letais pelas polícias e forças armadas, no intuito de dispersar ou controlar multidões em protestos ou manifestações violentas, vem crescendo cada vez mais no Brasil. Entre essas armas, os compostos lacrimogêneos destacam-se como um poderoso agente, provocando irritação nos olhos, acompanhada por lacrimação, assim como irritações na pele e nas vias respiratórias. Os lacrimogêneos são constituídos de três compostos que são utilizados separadamente: o cloroacetofenona (CN), o 2-clorobenilideno malononitrila (CS) e dibenz-1:4-oxazepina (CR).

A seguir estão representadas as estruturas desses três compostos:

Sobre esses compostos, foram feitas as seguintes afirmativas:

I. Um mol de molécula do composto CN tem 5 pares de elétrons não ligantes.

II. Um mol de molécula do composto CS tem 4 ligações pi.

III. Um mol de molécula do composto CR tem 9 mols de átomos de hidrogênio.

IV. Somente o composto CS tem mais de um carbono primário.

Estão corretas as afirmativas

A reação de combustão completa do etanol (C₂H₅OH) produz gás carbônico (CO₂) e água (H₂O). Dada a tabela abaixo, de calores de formação das espécies químicas, e considerando a reação de combustão completa desse álcool, são feitas as seguintes afirmativas:


I – O agente oxidante dessa reação é o O₂.
II – O coeficiente estequiométrico da água, após o balanceamento da equação, é 2.
III – Considerando a densidade do etanol 0,8 g/mL (25 ºC; 1 atm), a combustão completa de 1150 mL desse composto libera aproximadamente 27360 kJ.
IV – A quantidade de calor liberada na combustão de 1 mol de etanol é de 278 kJ·mol^-1.
Das afirmativas feitas estão corretas apenas

Em condições ideais, pequenas quantidades de gás cloro podem ser geradas em laboratório pela reação do óxido de manganês (MnO₂ ) com ácido clorídrico (HCl), conforme a equação química a seguir não balanceada.

HCl(aq) + MnO₂ (s) → H₂O(L) + MnCl₂(s) + Cl₂(g)

A partir dessas informações, quantas moléculas de gás cloro, aproximadamente, podem ser produzidas quando 10 g de óxido de manganês com grau de pureza de 87% são colocados para reagir completamente com excesso de ácido clorídrico?

Dado: Número de Avogadro (N) = 6 x 10²³

Uma mistura sólida de 0,300 g, constituída exclusivamente de carbonato de sódio e cloreto de sódio, foi dissolvida em água e a esta solução foram acrescentados 40,00 mL de ácido clorídrico 0,100 mol/L. Sabendo que o volume de ácido clorídrico adicionado foi suficiente para provocar a liberação de todo o possível CO₂ proveniente da mistura sólida, assinale a alternativa que apresenta a porcentagem em massa de carbonato de sódio presente na mistura original. (Dados: Massas molares: Na = 23 g/mol; C = 12 g/mol; Ca = 40 g/mol; K = 39 g/mol; O = 16 g/mol; Cl = 35,5 g/mol).

A emissão de gases derivados do enxofre, como o dióxido de enxofre (SO₂), pode ocasionar uma série de problemas ambientais e a destruição de materiais como rochas e monumentos à base de calcita (carbonato de cálcio). Essa destruição ocasiona reações com a emissão de outros gases, como o gás carbônico (CO₂), potencializando o efeito poluente. Considerando as equações das reações sucessivas a 27 °C e 1 atm, admitindo-se os gases como ideais e as reações completas, o volume de CO₂ produzido a partir da utilização de 2 toneladas de SO₂ como reagente é, aproximadamente,

Dados

Massas Atômicas: S = 32 u ; O = 16 u ; H = 1 u ; C = 12 u ; Ca = 40 u

Constante dos gases ideais: R = 0,082 atm L mol^-1 K^-1

Volume molar nas condições em que ocorreu a reação (27° e 1 atm) = 24,6 L/mol

SO₂ (g) + 1/2 O₂ (g) → SO₃ (g) (equação I)

SO₃ (g) + H₂O (ℓ) → H₂SO₄ (ℓ) (equação II)

H₂SO₄ (ℓ) + CaCO₃ (s) → CaSO₄ (s) + H₂O (ℓ) + CO₂ (g) (equação III)

Observe a reação (não balanceada) a seguir e assinale a alternativa que corresponde à soma dos coeficientes estequiométricos dos sais.
CrCl₃ + NaOH + H₂O₂ → Na₂CrO₄ + NaCl + H₂O

Uma das aplicações da trinitroglicerina, cuja fórmula é C₃H₃N₃O₉, é a confecção de explosivos. Sua decomposição enérgica gera como produtos os gases nitrogênio, dióxido de carbono e oxigênio, além de água, conforme mostra a equação da reação a seguir:

4 C₃H₃N₃O₉ (l) → 6 N₂ (g) + 12 CO₂ (g) + 1 O₂ (g) + 10 H₂O (l).

Além de explosivo, a trinitroglicerina também é utilizada como princípio ativo de medicamentos no tratamento de angina, uma doença que acomete o coração. Medicamentos usados no tratamento da angina usam uma dose padrão de 0,6 mg de trinitroglicerina na formulação. Considerando os dados termoquímicos da reação a 25 ºC e 1 atm e supondo que essa massa de trinitroglicerina sofra uma reação de decomposição completa, a energia liberada seria aproximadamente de

Dados: massas atômicas: C = 12 u; H = 1 u; N = 14 u; O = 16 u.

∆H^o_f (H₂O) = - 286 kJ/mol; ∆H^o_f (CO₂) = - 394 kJ/mol; ∆H^o_f (C₃H₅N₃O₉) = - 353,6 kJ/mol

Um mineral muito famoso, pertencente ao grupo dos carbonatos, e que dá origem a uma pedra semipreciosa é a malaquita, cuja a fórmula é: Cu₂(OH)₂CO₃ (ou CuCO₃.Cu(OH)₂).

Experimentalmente pode-se obter malaquita pela reação de precipitação que ocorre entre soluções aquosas de sulfato de cobre II e carbonato de sódio, formando um carbonato básico de cobre II hidratado, conforme a equação da reação:

2 CuSO₄ (aq) + 2 Na₂CO₃ (aq) + H₂O (l) → CuCO₃.Cu(OH)₂ (s) + 2 Na₂SO₄ (aq) + CO₂ (g)

Na reação de síntese da malaquita, partindo-se de 1060 g de carbonato de sódio e considerando-se um rendimento de reação de 90%, o volume de CO₂ (a 25 ºC e 1 atm) e a massa de malaquita obtida serão, respectivamente, de:

Dados: – massas atômicas Cu = 64 u; S = 32 u; O = 16 u; Na = 23 u; C = 12 u; H = 1 u.

– volume molar 24,5 L/mol, no estado padrão.

Em análises quantitativas, por meio do conhecimento da concentração de uma das espécies, pode-se determinar a concentração e, por conseguinte, a massa de outra espécie. Um exemplo, é o uso do nitrato de prata (AgNO₃) nos ensaios de determinação do teor de íons cloreto, em análises de água mineral. Nesse processo ocorre uma reação entre os íons prata e os íons cloreto, com consequente precipitação de cloreto de prata (AgCl) e de outras espécies que podem ser quantificadas.

Analogamente, sais que contêm íons cloreto, como o cloreto de sódio (NaCl), podem ser usados na determinação quantitativa de íons prata em soluções de AgNO₃ , conforme descreve a equação:

AgNO₃ + NaCl → AgCl + NaNO₃

_{Para reagir estequiometricamente, precipitando na forma de AgCl, todos os íons prata presentes em 20,0 mL de solução 0,1 mol·L}^-1 de AgNO₃(completamente dissociado), a massa necessária de cloreto de sódio será de:

_{Dados: Massas atômicas: Na = 23 u; Cl = 35,5 u; Ag = 108 u; N = 14 u; O = 16 u.}

Qual é a massa (expressa em gramas) de uma amostra com volume de 3 mL de álcool etílico, e cujo valor de sua densidade, nas condições de temperatura e pressão em que se encontra, é de 0,79 g/mL?

O resultado da análise laboratorial das amostras de água coletadas no Rio Doce, em Minas Gerais, apontou níveis acima das concentrações aceitáveis de metais pesados na lama que escorreu para o rio com o rompimento das barragens na cidade de Mariana. Com relação ao limite de lançamento de efluente no rio, a concentração de manganês estabelecida pela legislação brasileira é de 1,0 mg/L.

Considerando que em um volume de 100.000 litros da água do rio foram encontrados 6 Kg de manganês, quantas vezes a concentração de manganês foi superior ao valor estabelecido pela legislação?

Em 2012, uma carreta carregada com ácido sulfúrico (H₂ SO₄ ) tombou na Br-381. Sabe-se que o ácido sulfúrico tem as seguintes propriedades:

Considerando que nesse acidente o derramamento de ácido foi de 20 mil litros, qual a massa, em gramas, aproximada de bicarbonato de sódio (NaHCO₃ ) necessária para neutralizar totalmente o ácido?

  Quantidades enormes de energia podem ser armazenadas em ligações químicas e a quantidade empírica estimada de energia produzida numa reação pode ser calculada a partir das energias de ligação das espécies envolvidas. Talvez a ilustração mais próxima deste conceito no cotidiano seja a utilização de combustíveis em veículos automotivos. No Brasil alguns veículos utilizam como combustível o Álcool Etílico Hidratado Combustível, conhecido pela sigla AEHC (atualmente denominado comercialmente apenas por ETANOL).    Considerando um veículo movido a AEHC, com um tanque de capacidade de 40 L completamente cheio, além dos dados de energia de ligação química fornecidos e admitindo-se rendimento energético da reação de 100 %, densidade do AEHC de 0,80 g/cm³ e que o AEHC é composto, em massa, por 96% da substância etanol e 4% de água, a quantidade aproximada de calor liberada pela combustão completa do combustível deste veículo será de
Dados: massas atômicas: C = 12 u ; O = 16 u ; H = 1 u

   A nitroglicerina é um líquido oleoso de cor amarelo-pálida, muito sensível ao choque ou calor. É empregada em diversos tipos de explosivos. Sua reação de decomposição inicia-se facilmente e gera rapidamente grandes quantidades de gases, expressiva força de expansão e intensa liberação de calor, conforme a equação da reação:               4 C₃H₅N₃O₉ (l) ➝ 6 N₂ (g) + 12 CO₂ (g) + 10 H₂O (g) + O₂ (g) Admitindo-se os produtos gasosos da reação como gases ideais, cujos volumes molares são iguais a 24,5 L, e tomando por base a equação da reação de decomposição da nitroglicerina, o volume total aproximado, em litros, de gases produzidos na reação de decomposição completa de 454 g de nitroglicerina será de
Dados: massa molar da nitroglicerina = 227 g/mol; volume molar = 24,5 L/mol (25 ºC e 1 atm)

Assinale a alternativa correta:

Qual é a massa (expressa em gramas) de uma amostra de um solvente líquido e puro, com volume de 3 mL e cuja densidade absoluta é de aproximadamente 0,78 g/mL?