Formulários, as principais etapas dos métodos de cada tópico e 14 exercícios, com soluções completas no final.
16 g de H2 e 40 g de O2 reagem segundo 2H2 + O2 → 2H2O. Que massa m de H2O se pode formar?
Na reação Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2, 16 g de Fe2O3 reagem completamente (os outros reagentes em excesso) e recolhem-se 9,26 g de CO2. Calcule o rendimento percentual Y.
Você precisa de 200 mL de solução 0,2 mol/L e tem uma solução estoque 1,5 mol/L. Quanta água Vwater você deve adicionar à solução estoque?
50 mL de uma solução 0,25 mol/L são misturados com 500 mL de uma solução 0,6 mol/L da mesma substância. Calcule a concentração c da mistura (os volumes são aditivos).
Um tanque de 10 L contém 220 g de CO₂ a 40 °C. Trate como gás ideal e encontre a pressão P.
Encontre a massa específica ρ de CH₄ a 750 kPa e 100 °C, tratando como gás ideal.
Um bloco de 150 g de cobre (c = 0,385 J/(g·°C)) a 90 °C é colocado em 100 g de água (c = 4,18 J/(g·°C)) a 25 °C em um copo isolado. Calcule a temperatura final Tf.
Use as entalpias padrão de formação para calcular o calor q liberado quando 50 g de C4H10 (M = 58,12 g/mol) queimam completamente: 2C4H10 + 13O₂ → 8CO₂ + 10H₂O(l). Dê q como um número positivo.
0,4 mol/L de H₂ e 0,4 mol/L de I₂ são colocados em um recipiente e reagem: H₂ + I₂ ⇌ 2HI, com Kc = 54. Calcule a concentração no equilíbrio [H2].
O PCl₅ se decompõe: PCl₅ ⇌ PCl₃ + Cl₂, com Kc = 0,04 na temperatura da reação. Um recipiente começa apenas com 0,25 mol/L de PCl₅. Calcule a concentração no equilíbrio [PCl5].
Calcule o pH pH de uma solução 0,2 mol/L de ácido hipocloroso (Ka = 3 × 10⁻⁸).
Um tampão de 1,00 L contém 0,2 mol de ácido benzoico e 0,15 mol da sua base conjugada (Ka = 6,3 × 10⁻⁵). Juntam-se 0,025 mol de NaOH. Calcule o novo pH pH.
Uma reação de primeira ordem em um reator batelada tem k = 0,15 min⁻¹. Quanto tempo leva para chegar a 75% de conversão? Encontre t.
Uma reação de primeira ordem tem k = 0,005 min⁻¹ a 20 °C e energia de ativação de 60 kJ/mol. O reator batelada agora opera a 30 °C por 45 min. Encontre a conversão X atingida.
Resposta: m = 45,05 g
Estequiometria: uma equação acertada conta partículas, não gramas. Converta a massa em moles com n = m/M, use os coeficientes da equação como razão molar e volte à massa com m = n·M. Com dois reagentes, o reagente limitante é o que se esgota primeiro e fixa quanto produto se forma.
Resposta: Y = 70 %
Estequiometria: uma equação acertada conta partículas, não gramas. Converta a massa em moles com n = m/M, use os coeficientes da equação como razão molar e volte à massa com m = n·M. Com dois reagentes, o reagente limitante é o que se esgota primeiro e fixa quanto produto se forma.
Resposta: Vwater = 173,3 mL
Molaridade: concentração c = n/V em mol/L, com n = m/M. Diluir acrescenta solvente, mas não soluto, então o número de mols permanece o mesmo: c₁·V₁ = c₂·V₂. Quando duas soluções do mesmo soluto são misturadas, os mols se somam, e os volumes também.
Resposta: c = 0,5682 mol/L
Molaridade: concentração c = n/V em mol/L, com n = m/M. Diluir acrescenta solvente, mas não soluto, então o número de mols permanece o mesmo: c₁·V₁ = c₂·V₂. Quando duas soluções do mesmo soluto são misturadas, os mols se somam, e os volumes também.
Resposta: P = 1301 kPa
Lei dos gases ideais: PV = nRT, com n = m/M.
Resposta: ρ = 3,878 kg/m³
Massa específica de um gás ideal: ρ = PM/(RT).
Resposta: Tf = 32,89 °C
Calor e entalpia: aquecer uma substância exige q = m·c·ΔT. Em um calorímetro, o calor cedido pelo corpo quente é igual ao calor recebido pelo frio. A variação de entalpia de uma reação vem das entalpias de formação: ΔH° = ΣΔH°f(produtos) − ΣΔH°f(reagentes), cada uma multiplicada pelo seu coeficiente.
Resposta: q = 2475 kJ
Calor e entalpia: aquecer uma substância exige q = m·c·ΔT. Em um calorímetro, o calor cedido pelo corpo quente é igual ao calor recebido pelo frio. A variação de entalpia de uma reação vem das entalpias de formação: ΔH° = ΣΔH°f(produtos) − ΣΔH°f(reagentes), cada uma multiplicada pelo seu coeficiente.
Resposta: [H2] = 0,08558 mol/L
Equilíbrio químico: para aA + bB ⇌ cC + dD, a constante de equilíbrio é Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), usando as concentrações no equilíbrio. Uma tabela ICE (Inicial, Variação, Equilíbrio) liga as quantidades iniciais às quantidades no equilíbrio por meio de uma única incógnita x, multiplicada pelos coeficientes.
Resposta: [PCl5] = 0,168 mol/L
Equilíbrio químico: para aA + bB ⇌ cC + dD, a constante de equilíbrio é Kc = [C]c[D]d/([A]a[B]b), usando as concentrações no equilíbrio. Uma tabela ICE (Inicial, Variação, Equilíbrio) liga as quantidades iniciais às quantidades no equilíbrio por meio de uma única incógnita x, multiplicada pelos coeficientes.
Resposta: pH = 4,111
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] e pOH = −log₁₀[OH⁻], com pH + pOH = 14 a 25 °C. Ácidos e bases fortes ionizam-se completamente. Um ácido fraco só em parte: Ka = x²/(c − x), em que x = [H₃O⁺]. Um tampão de um ácido fraco e da sua base conjugada segue Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
HA ⇌ H⁺ + A⁻: ionizam-se x mol/L de ácido.
Resposta: pH = 4,201
pH: pH = −log₁₀[H₃O⁺] e pOH = −log₁₀[OH⁻], com pH + pOH = 14 a 25 °C. Ácidos e bases fortes ionizam-se completamente. Um ácido fraco só em parte: Ka = x²/(c − x), em que x = [H₃O⁺]. Um tampão de um ácido fraco e da sua base conjugada segue Henderson–Hasselbalch: pH = pKa + log([A⁻]/[HA]).
Resposta: t = 9,242 min
Velocidades de reação: para uma reação de primeira ordem −dC/dt = kC, então C = C₀·e−kt e a meia-vida ln 2/k não depende da concentração. Para uma reação de segunda ordem 1/C = 1/C₀ + kt. A constante de velocidade aumenta com a temperatura segundo Arrhenius: k = A·e−Ea/(RT).
Resposta: X = 39,76 %
Reaction rates: for a first-order reaction −dC/dt = kC, so C = C₀·e−kt and the half-life ln 2/k does not depend on concentration. For a second-order reaction 1/C = 1/C₀ + kt. The rate constant rises with temperature following Arrhenius: k = A·e−Ea/(RT).
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