Resolução da lista 5

EXTENSIVO 2013
Disciplina: Química
Professor: Thiago Altair/Lennon Bueno
Estudante:_____________________________________________
Resolução da Lista exercícios 5 – Introdução às reações químicas.
1.
(FUVEST) A transformação química:
(branco)
(branco).....................(branco)
(amarelo)
é um exemplo de reação entre sólidos, que ocorre rapidamente. Em um recipiente de vidro com tampa, de massa igual a 20 g,
foram colocados 2 g de KI e 4 g de Pb(NO3)2, pulverizados. O recipiente, hermeticamente fechado, foi vigorosamente agitado
para ocorrer a reação.
a) Como se pode reconhecer que ocorreu reação?
b) Qual é a massa total do recipiente e seu conteúdo, ao final da reação? Justifique sua resposta:
Resolução:
a)
Pode-se reconhecer experimentalmente que aconteceu uma reação química devido a mudança de cor dos sólidos
que estavam dentro do recipiente. Antes havia apenas sólidos da cor branca, depois de ocorrida a reação, aparece
um sólido amarelo, que consiste no PbI2 (iodeto de chumbo).
b) De acordo com a Lei de Lavoisier, em uma reação química, as massas se conservam. Então, se calcularmos a
massa total dos reagentes (o que vem antes da seta) ela deve ser igual à massa total dos produtos, que é conteúdo do
recipiente no final da reação química.
Portanto:
mreagentes=mprodutos
Considerandos que nossos reagentes são, como afirma o enunciado: 2g de KI (iodeto de potássio) e 4g de Pb(NO3)2
(nitrato de chumbo).
mreagentes=2g+4g=6g
portanto mprodutos=6g
Porém, considerando o recipiente descrito de 20g, no total, no final da reação temos 26g considerando o recipiente
e seu conteúdo.
2.
São feitas duas experiências, em que é estudada uma mesma reação química hipotética, representada pela equação química
. Complete a tabela abaixo, que apresenta valores de massas dos compostos envolvidos na reação acima
referida, e cite as leis ponderais utilizadas.
Experiência
Massa de A (g)
Massa de B (g)
Massa de AB (g)
1
20
X
50
2
Y
15
Z
Resolução comentada:
Com os dados da experiência 1, podemos aplicar a Lei de Lavoisier e verificar o valor de X.
Segundo a lei referida,
mreagentes=mprodutos
mA+mB=mAB
20g+X=50g
Portanto X=50g-20g=30g
Agora, como temos a massa do reagente B nos dois experimentos, podemos aplicar a Lei de Proust. Segundo essa lei, a massa
dos componentes de uma reação química, sejam reagentes ou produtos, são proporcionais. Portanto, podemos aplicar a regra de
três e descobrir o valor de Y e Z.
Para o valor de Y, que é a massa de A que vai reagir com 15g do reagente B:
mA
mB
Experiência 1
20g-------------------30g
Experiência 2
Y----------------------15g
Resolvendo a regra de três temos que :
Obs.: Para simplificar, optamos por não as unidades de medida pois em todas as operações matemáticas aqui sabemos que se
tratam de massas cuja unidade de medida aqui é grama
=>(isolamos o Y, “passando” o 30g dividindo)
=> (dividindo 15 por 30 que equivale a 1/2)
Portanto Y=10g
Realizando a regra de três para as massas de B e AB, encontraremos o valor de Z.
mB
mAB
Experiência 1
30g-------------------50g
Experiência 2
15g----------------------Z
Resolvendo a regra de três, encontramos que Z=25g
3. Com respeito à tabela:
Carbono + Oxigênio
gás carbônico
12g
x
44g
Y
16g
Z
I. x=32g
II. Y=6g
III. Z=22g
IV. Os cálculos usaram as leis de Lavoisier e Proust
a) Apenas I, II e III são corretas; b) apenas I e III são corretas;
c) Apenas I e II são corretas; d) apenas I é correta; e) todas são corretas.
Resolução comentada
A tabela apresenta dois experimentos envolvendo diferentes massas na reação do carbono com o oxigênio. Para
descobrir o valor de X, que é a massa de oxigênio para reagir no primeiro experimento, podemos utilizar a Lei de Lavoisier,
que afirma que mreagentes=mprodutos.
Portanto: mcarbono+moxigênio=mgás carbônico
12g+X=44g=>(isolando o X) X=44g-12g=32g
Já o valor de Y, podemos encontrar pela relação proporcional dada pela Lei de Proust.
mCarbono
Experiência 1
mOxigênio
12g-------------------32g
Resolvendo a regra de três, encontramos que:
Experiência 2 Y----------------------16g
=>
=>(dividindo 16/32=0,5 )
Portanto Y=6g
Este caso é parecido com o exercício anterior, portanto, para mostrar outra maneira de resolver este tipo,
encontraremos o valor de Z com a Lei de Lavoisier.
mcarbono+moxigênio=mgás carbônico =>
=>
=>
Resposta esperada: e)
4. (UNESP) Duas amostras de carbono puro de massa 1,00g e 9,00g foram completamente queimadas no ar.
O único produto formado nos 2 casos, o dióxido de carbono gasoso, foi totalmente recolhido e as massas
obtidas foram 3,66g e 32,94g, respectivamente.
a) Demonstre que nos dois casos a Lei de Proust é obedecida.
b) Determine a composição de dióxido de carbono, expressa em porcentagem em massa de carbono e de
oxigênio.
Resolução comentada
Obs: Esse exercício foi apresentado na lista 1. Na resolução desta lista encontramos a resposta esperada para
o item a) deste exercício. Aqui resolveremos apenas o item b).
Como o dióxido de carbono é composto sempre pelo mesma relação entre carbono e oxigênio, pois sua
molécula é sempre definida como CO2, portanto sempre dois átomos de oxigênio para um de carbono. Na
reação descrita no enunciado, o carbono e o oxigênio do ar reagem para formar unicamente o dióxido de
carbono, e pela Lei de Lavoisier, a soma das massas de carbono e de oxigênio que reagiram é igual a massa
de dióxido de carbono (mcarbono+moxigênio=mdióxido de carbono), este item pede que verifiquemos a porcentagem das
massas de cada um desses componentes na massa do dióxido de carbono.
Não foi discutido essa definição em sala, mas definimos a porcentagem como um tipo de fração (pedaço)
de um todo.
Então, para o caso do primeiro experimento descrito, formando 3,66g de dióxido de carbono, preparamos
uma regra de três.
3,66g...........................100% (definimos o total como 100%)
1,00g...........................P (queremos descobrir qual a porcentagem dos 1,00g de carbono que reagiram)
Resolvendo a regra de três:
=>
Portanto: P=27,3% para o carbono
Como o total é sempre definido como 100%, então 27,3%+Poxigênio=100% => Poxigênio=72,7%
5.
(UFV) Acerca de uma reação química, considere as seguintes afirmações:
I. A massa se conserva.
II. As moléculas se conservam.
III. Os átomos se conservam.
IV. Ocorre rearranjo dos átomos.
Está correto o que se afirma em:
a) I e II, apenas.
b) III e IV, apenas.
c) I, III e IV, apenas.
d) II, III e IV, apenas.
e) I, II, III e IV
Resolução comentada:
Comentaremos cada item:
I. Está correto segundo a Lei de Lavoisier
II. Está errado se pensarmos em uma das definições de reação química que é a de transformação da identidade ou
moléculas das substâncias envolvidas, logo, elas não se conservam.
III. Em uma reação, as moléculas se transformam recombinando os átomos, em outras palavras, rearranjando os átomos
(item IV). Mas estes são sempre os mesmos, se conservando.
IV. Ver comentário anterior
Resposta esperada: e)
6.
Dada a seguinte reação de combustão do etanol:
De acordo com a estequiometria da reação, 10g de etanol reagem com certa massa de oxigênio, produzindo 19g de gás carbônico
e 12g de água. Pode-se afirmar que a massa de oxigênio necessária para reagir completamente com todo o álcool usado é de:
a) 12g. b) 18g. c) 21g. d) 32g. e) 64g.
Resolução comentada
Usaremos aqui a Lei de Lavoisier para resolver.
MC2H6O+MO2=MCO2+MH2O.
10g+ MO2=19g+12g=>(isolando a massa de oxigênio que não sabemos) MO2=19g+12g-10g=21g
Resposta esperada: c)
7.
Reações de combustão (queima) são reações com o oxigênio (O2) do ar. Na combustão do etano (C2H6) representada pela
equação abaixo, de acordo com as leis que regem as transformações químicas, o produto X só pode ser qual composto?
Resolução comentada
Neste caso, para resolver apenas precisamos lembrar da lei da conservação atômica que o próprio John Dalton apresenta em
sua obra que foi claramente inspirada na escola atomística da Grécia antiga dos pré-socráticos.
Nesta reação, se contarmos os átomos antes e depois da seta, reparáramos que no lado direito da seta encontramos 4
átomos de carbono C e 10 de oxigênio O; já depois da seta, nos produtos, não encontramos átomos de carbono e apenas 2
átomos de oxigênio, faltando 4 para completar os 10 no lado dos reagentes. Como os átomos se convervam, esses átomos
faltando compõem o nosso X. Retomando, faltam 4 átomos de carbono C e 4 de oxigênio O, e antes do X temos o número 4
indicando 4 moléculas de X, para bater a conta, a molécula X deve ser o CO (monóxido de carbono).