EX-01 (UNIFESP-SP)
A figura apresenta um esquema de equipamento utilizado para
determinação de carbono e hidrogênio em uma determinada amostra de um composto
orgânico (constituído por C, H e O) com massa molar 90 g/mol. A amostra no
forno sofre combustão completa com excesso de gás oxigênio. No equipamento, o
interior das regiões A e B contém substâncias sólidas para reter por completo,
respectivamente, a água e o gás carbônico produzidos na combustão.
a) Determine a fórmula molecular do composto orgânico
analisado, sabendo-se que as massas de água e gás carbônico produzidas foram
respectivamente 36 mg e 176 mg.
b) O compartimento B contém a substância hidróxido de sódio.
Escreva a equação da reação que lá ocorre, sabendo-se que é classificada como
reação de síntese.
Resolução:
Composto orgânico pode ser escrito genericamente como CxHyOz,
então temos;
(Pegando 1 mol de composto)
Substituindo o x
e y, temos:
Portanto, a fórmula molecular do composto analisado é:
No compartimento B:
O gás carbônico (CO2, dióxido de carbono, óxido
ácido) reage com NaOH (hidróxido de sódio, base) conforme a equação:
EX-02 (ENEM-2000)
O ferro pode ser obtido a partir da hematita, minério rico
em óxido de ferro, pela reação com carvão e oxigênio. A tabela a seguir
apresenta dados da análise de minério de ferro (hematita) obtido de várias
regiões da Serra de Carajás.
No processo de produção do ferro, a sílica é removida do minério
por reação com calcário (CaCO3). Sabe-se, teoricamente (cálculo
estequiométrico), que são necessários 100g de calcário para reagir com 60g de
sílica.
Dessa forma, pode-se prever que, para a remoção de toda a sílica presente em 200 toneladas do minério na região1,
a massa de calcário necessária é, aproximadamente, em
toneladas, igual a:
Dessa forma, pode-se prever que, para a remoção de toda a sílica presente em 200 toneladas do minério na região
a) 1,9 b) 3,2 c) 5,1
d) 6,4 e) 8,0
Resolução:
Primeiramente, devemos descobrir a massa de sílica presente
no minério de ferro da região 1: Da
tabela dada temos que na região 1 o teor de sílica é 0,97% e o enunciado
informa que a quantidade total de minério é 200 toneladas.
Logo, por conveniência vamos adotar a relação 100 ton de
minério para 0,97 ton de sílica (de acordo com a informação da tabela, o teor de
sílica é 0,97%).
Então, agora podemos calcular a massa de sílica presente em
200 toneladas de minério, aplicando a regra de três:
Tendo a quantidade de sílica no minério de ferro, precisamos
calcular a quantidade de calcário necessária para remoção da mesma. Pelo
enunciado: temos a relação estequiométrica – para remoção de 60g de sílica,
precisamos de 100g de calcário.
Resposta: a massa de calcário necessário para remoção de
toda sílica em 200 toneladas de minério da região 1 é aproximadamente; 3,23
toneladas.
Outra maneira de
resolver a questão:
Em sendo de múltipla alternativa e os valores
correspondentes às alternativas não são próximos entre si.
Para facilitar os cálculos vamos fazer aproximações:
O minério na região 1 = 0,97% de teor de SiO ≈ 1%
Cada 100g de
calcário reage com 60g de sílica
EX-03 (ENEM-2000)
Em 1996, foram produzidos no Brasil 12 bilhões de litros de
álcool. A quantidade de cana-de-açúcar, em toneladas, que teve de ser colhida para esse
fim foi aproximadamente de:
a)
1,7x108 b) 1,2x109 c)1,7x109 d) 1,2x1010 e) 7,0x1010
Resolução:
Fazendo uma tabela com as informações do enunciado e
aplicando a regra de três simples, temos:
Resposta: a.
Quantidade de cana-de-açúcar colhida foi de 1,7x108
toneladas.
EX-04 (ENEM-2001)
Atualmente, sistemas de purificação de emissões poluidoras
estão sendo exigidos por lei em um número cada vez maior de países. O controle
das emissões de dióxido de enxofre gasoso, provenientes da queima de carvão que
contém enxofre, pode ser feito pela reação desse gás com uma suspensão de
hidróxido de cálcio em água, sendo formado um produto não poluidor do ar.
A queima do enxofre e a reação do dióxido de enxofre com o hidróxido de cálcio, bem como as massas de algumas das substâncias envolvidas nessas reações, podem ser assim representadas:
enxofre (32 g )
+ oxigênio (32 g )
→ dióxido de enxofre (64 g )
dióxido de enxofre (64 g )
+ hidróxido de cálcio (74 g )
→ produto não poluidor
Dessa forma, para absorver todo o dióxido de enxofre produzido pela queima de uma tonelada de carvão (contendo 1% de enxofre), é suficiente a utilização de uma massa de hidróxido de cálcio de, aproximadamente,
(A)23 kg . (B) 43 kg . (C)
64 kg . (D) 74 kg . (E)
138 kg .
A queima do enxofre e a reação do dióxido de enxofre com o hidróxido de cálcio, bem como as massas de algumas das substâncias envolvidas nessas reações, podem ser assim representadas:
enxofre (
dióxido de enxofre (
Dessa forma, para absorver todo o dióxido de enxofre produzido pela queima de uma tonelada de carvão (contendo 1% de enxofre), é suficiente a utilização de uma massa de hidróxido de cálcio de, aproximadamente,
(A)
Resolução:
A estratégia para resolver este problema é o seguinte: Para
saber a quantidade de Ca(OH)2 necessária para remoção do gás
poluidor, precisamos descobrir a massa de SO2 produzida pela
queima de uma tonelada de carvão:
Dados os pesos moleculares:
Enxofre (S) = 32 g/mol;
Oxigênio (O2) = 32 g/mol;
Hidróxido de Cálcio (Ca(OH)2) = 64 g/mol
Em 1 tonelada de carvão contém 10 kg de enxofre, pois, 1% de
1 tonelada pode ser calculado da seguinte maneira:
Temos a seguinte equação estequiométrica de reação para
calcular a quantidade de SO2 produzida pela queima de 1 tonelada de
carvão.
Agora temos outra equação estequiométrica de reação do SO2
com Ca(OH)2:
Resposta:
Chegamos a conclusão de que para remover (neutralizar) o SO2 produzido pela queima de 1 tonelada de carvão, são necessários, aproximadamente, 23 kg de Ca(OH)2. Portanto, a alternativa correta é: a
Outra maneira de
resolver a questão:
Basta observar que 1 mol de hidróxido de cálcio (Ca(OH)2)
remove 1 mol de dióxido de enxofre (SO2)
que corresponde a 1 mol de enxofre (S).
Temos informação que 1% de carvão é enxofre, então:
Resposta: a
EX-05 (ENEM-2004)
Em setembro de 1998, cerca de 10.000 toneladas de ácido
sulfúrico, H2SO4(aq), foram derramadas pelo navio Bahamas
no litoral do Rio Grande do Sul. Para minimizar o impacto ambiental de um
desastre desse tipo, é preciso neutralizar a acidez resultante. Para isso,
pode-se, por exemplo, lançar calcário, minério rico em carbonato de cálcio,
CaCO3(s), na região atingida.
A equação química que representa a neutralização do H2SO4(aq) por
CaCO3(s) com a proporção aproximada entre as massas dessas
substâncias é:
Pode-se avaliar o esforço de mobilização que deveria ser
empreendido para enfrentar tal situação, estimando a quantidade de caminhões
necessária para carregar o material neutralizante. Para transportar certo
calcário que tem 80% de CaCO3, esse número de caminhões, cada um com
carga de 30 toneladas, seria próximo de:
a) 100. b) 200. c) 300. d) 400. e) 500.
Resolução:
Determinando a massa necessária para neutralizar
os 10000 toneladas de ácido sulfúrico:
Os 80% de calcário são carbonato de cálcio (CaCO3),
portanto:
Cada caminhão transporta 30 ton de calcário, logo:
EX-06 (ENEM-2004)
Na investigação forense, utiliza-se luminol, uma substância
que reage com o ferro presente na hemoglobina do sangue, produzindo luz que
permite visualizar locais contaminados com pequenas quantidades de sangue,
mesmo superfícies lavadas.
É proposto que, na reação do luminol (I) em meio alcalino, na presença de peróxido de hidrogênio (II) e de um metal de transição (M(n)+, que após uma relaxação, dá origem ao produto final da reação (IV), que é o 3-aminoftalato com liberação de energia (hν) e de gás nitrogênio (N2).
É proposto que, na reação do luminol (I) em meio alcalino, na presença de peróxido de hidrogênio (II) e de um metal de transição (M(n)+, que após uma relaxação, dá origem ao produto final da reação (IV), que é o 3-aminoftalato com liberação de energia (hν) e de gás nitrogênio (N2).
(Adaptado. "Química Nova", 25, no 6, 2002. pp. 1003-10)
Dados - Pesos Moleculares
Luminol = 177g/mol
3-aminoftalato = 164g/mol
Na análise de uma amostra biológica para análise forense,
utilizou-se 54 g
de luminol e peróxido de hidrogênio em excesso, obtendo-se um rendimento final
de 70 %. Sendo assim, a quantidade, em gramas, de 3-aminoftalato (IV)
formada na reação foi de:
a) 123,9 b)
114,8 c) 86,0 d) 35,0 e) 16,2
Resolução:
Pela equação dada no enunciado, podemos ver que a relação
estequiométrica do luminol e do 3-aminoftalato é de 1 para 1. Portanto, tendo a quantidade de luminol
utilizado, podemos aplicar essa relação estequiométrica para calcular a quantidade
de 3-aminoftalato:
A reação conforme o enunciado tem rendimento de 70%, então:
EX-07 (ENEM-2009)
O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é
obtido por meio da destilação fracionada de soluções aquosas geradas a
partir da fermentação de biomassa. Durante a destilação, o teor de etanol
da mistura é aumentado, até o limite de 96% em massa.
Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800 kg de uma mistura
etanol/água com concentração 20% em massa de etanol foram destilados, sendo
obtidos 100 kg
de álcool hidratado 96% em massa de etanol. A partir desses dados, é correto
concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma
concentração de etanol em massa
a) de 0%. b) de
8,0%. c) entre 8,4% e 8,6%.
d)
entre 9,0% e 9,2%. e) entre 13%
e 14%.
Resolução:
(INICIALMENTE)
(DESTILADO)
(RESÍDUO)
Cálculo
do teor de etanol no resíduo:
Resposta: A concentração de etanol em massa do resíduo final é aproximadamente 9,14%
EX-08 (ENEM-2010)
Todos os organismos necessitam de água e grande parte deles
vive em rios, lagos e oceanos. Os processos biológicos, como respiração e
fotossíntese, exercem profunda influência na química das águas naturais em todo
o planeta. O oxigênio é ator dominante na química e na bioquímica da
hidrosfera. Devido a sua baixa solubilidade em água (9,0 mg/l a 20 °C ) a
disponibilidade de oxigênio nos ecossistemas aquáticos estabelece o limite
entre a vida aeróbica e anaeróbica. Nesse contexto, um parâmetro chamado
Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) foi definido para medir a quantidade de
matéria orgânica presente em um sistema hídrico. A DBO corresponde à
massa de O2 em miligramas necessárias para realizar a oxidação total
do carbono orgânico em um litro de água.
BAIRD, C. Química Ambiental. Ed. Bookmam, 2005 (adaptado).
Dados: Massas molares em g/mol: C =
12; H = 1; O = 16.
Suponha que 10 mg de açúcar (fórmula
mínima CH2O e massa molar a 30 g/mol) são dissolvidos em um
litro de água; em quanto a DBO será aumentada?
a) 0,4 mg de O2/litro b) 1,7 mg de O2/litro c) 2,7 mg de O2/litro
d) 9,4 mg de O2/litro e) 10,7 mg de O2/litro
Resolução:
A equação que representa a oxidação do açúcar é:
EX-09 (ENEM-2010)
A composição média de uma bateria automotiva esgotada é de
aproximadamente 32% Pb, 3% PbO, 17% PbO2 e 36% PbSO4. A
média de massa da pasta residual de uma bateria usada é de 6kg, onde 19% é PbO2,
60% PbSO4 e 21% Pb. Entre todos os compostos de chumbo presentes na
pasta, o que mais preocupa é o sulfato de chumbo (II), pois nos processos
pirometalúrgicos, em que os compostos de chumbo (placas das baterias) são
fundidos, há a conversão de sulfato em dióxido de enxofre, gás muito poluente.
Para reduzir o problema das emissões de SO2(g), a indústria pode
utilizar uma planta mista, ou seja, utilizar o processo hidrometalúrgico, para
a dessulfuração antes da fusão do composto de chumbo. Nesse caso, a redução de
sulfato presente no PbSO4 é feita via lixiviação com solução de
carbonato de sódio (Na2CO3) 1M a 45°C , em que se obtém o
carbonato de chumbo (II) com rendimento de 91%. Após esse processo, o material
segue para a fundição para obter o chumbo metálico.
PbCO3 +
Na2SO4®PbSO4
+ Na2CO3
Dados: Massas Molares em g/mol Pb = 207; S = 32; Na = 23; O
= 16; C = 12
ARAÚJO, R.V.V.; TINDADE, R.B.E.; SOARES, P.S.M.
Reciclagem de chumbo de bateria automotiva: estudo de caso.
Disponível em: http://www.iqsc.usp.br.
Acesso em: 17 abr. 2010 (adaptado).
Segundo as condições do processo apresentado para a obtenção
de carbonato de chumbo (II) por meio da lixiviação por carbonato de sódio e
considerando uma massa de pasta residual de 6 kg de uma bateria, qual quantidade
aproximada, em quilogramas, de PbCO3 é obtida?
(a) 1,7 kg (b) 1,9 kg
(c) 2,9 kg (d) 3,3 kg
(e) 3,6 kg
Resolução:
Calculando as massas molares de cada elemento participante
da reação:
Cálculo da massa de PbSO4 na pasta residual:
Portanto, a massa de PbSO4 que participa da
reação é 3,6 kg .
Cálculo da massa de PbCO3:
Cálculo da massa de PbCO3 para rendimento de 91%:
EX-10 (ENEM-2011)
O peróxido de hidrogênio é comumente utilizado como
antisséptico e alvejante. Também pode ser empregado em trabalhos de restauração
de quadros enegrecidos e no clareamento de dentes. Na presença de soluções
ácidas de oxidantes, como o permanganato de potássio, este óxido decompõe-se,
conforme a equação a seguir:
De acordo com a estequiometria da reação descrita, a
quantidade de permanganato de potássio necessária para reagir completamente com
20,0 mL de uma solução 0,1 mol/L de peróxido de hidrogênio é igual a
a) 2,0x100 mol
b) 2,0x10-3 c)
8,0x10-1 d) 8,0x10-4 mol e) 5,0x10-3 mol
Resolução:
Foi dado que a concentração do peróxido de hidrogênio é de
0,1 mol/ℓ, então, aplicando a
regra de três simples, calculamos a quantidade de matéria em 20mℓ:
20mℓ = 0,020ℓ
Da
equação estequiométrica temos que: 5 moles de peróxido de hidrogênio reagem com
2 moles de permanganato de potássio.
Aplicando, a regra de três temos:
Resposta: A quantidade de permanganato de potássio necessária para reagir completamente com 20,0 mL de uma solução 0,1 mol/L de peróxido de hidrogênio é igual a 8,0x10-4
mol.
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