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3.9: Exercícios

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    3.1 A massa da fórmula e o conceito de toupeira

    1.

    Qual é a massa total (amu) de carbono em cada uma das seguintes moléculas?

    (a) CH 4

    (b) CHCl 3

    (c) C 12 H 10 O 6

    (d) CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3

    2.

    Qual é a massa total de hidrogênio em cada uma das moléculas?

    (a) CH 4

    (b) CHCl 3

    (c) C 12 H 10 O 6

    (d) CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 CH 3

    3.

    Calcule a massa molecular ou de fórmula de cada um dos seguintes:

    (a) P 4

    (b) H 2 O

    (c) Ca (NO 32)

    (d) CH 3 CO 2 H (ácido acético)

    e) C 12 H 22 O 11 (sacarose, açúcar de cana)

    4.

    Determine a massa molecular dos seguintes compostos:

    (uma)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo de C está ligado a dois átomos de C l e forma uma ligação dupla com um átomo de O.

    (b)

    Uma estrutura é mostrada. Dois átomos de C formam uma ligação tripla entre si. Cada átomo de C também forma uma ligação única com um átomo de H.

    (c)

    Uma estrutura é mostrada. Dois átomos de C formam ligações duplas entre si. Cada átomo C também forma uma ligação única com um átomo H e um átomo B r.

    (d)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo S forma ligações duplas com dois átomos de O. O átomo S também forma uma ligação única com um átomo O, que forma uma ligação única com um átomo H. O átomo S também forma uma ligação única com outro átomo O, que forma uma ligação única com outro átomo H.
    5.

    Determine a massa molecular dos seguintes compostos:

    (uma)

    Uma estrutura é mostrada. Dois átomos de C formam ligações duplas entre si. O átomo C à esquerda forma uma ligação única com dois átomos de H cada. O átomo C à direita forma uma ligação única com um átomo H e com um subscrito C H 2 C H subscrito 3 grupo.

    (b)

    Uma estrutura é mostrada. Existe um átomo C que forma ligações simples com três átomos de H cada. Esse átomo de C está ligado a outro átomo de C. Este segundo átomo C forma uma ligação tripla com outro átomo C que forma uma ligação única com um quarto átomo de C. O quarto átomo C forma ligações simples com três átomos de H cada.

    (c)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo de S i forma uma ligação única com um átomo de C l, uma ligação única com um átomo de C l, uma ligação única com um átomo de H e uma única ligação com outro átomo de S i. O segundo átomo S i forma uma única ligação com um átomo de C l, uma ligação única com um átomo de C l e uma única ligação com um átomo de H.

    (d)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo P forma uma ligação dupla com um átomo de O. Ele também forma uma ligação única com um átomo de O que forma uma ligação única com um átomo de H. Ele também forma uma ligação única com outro átomo de O, que forma uma ligação única com um átomo de H. Ele também forma uma ligação única com outro átomo de O, que forma uma ligação única com um átomo de H.
    6.

    Qual molécula tem uma massa molecular de 28,05 amu?

    (uma)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo de C forma uma ligação tripla com outro átomo de C. Cada átomo de C também forma uma ligação única com um átomo de H.

    (b)

    Uma estrutura é mostrada. Dois átomos de C formam uma ligação dupla entre si. Cada átomo de C também forma uma ligação única com dois átomos de H.

    (c)

    Uma estrutura é mostrada. Um átomo de C forma uma ligação única com três átomos de H cada e com outro átomo de C. O segundo átomo C também forma uma ligação única com três átomos de H cada.
    7.

    Escreva uma frase que descreva como determinar o número de moles de um composto em uma massa conhecida do composto usando sua fórmula molecular.

    8.

    Compare 1 mol de H 2, 1 mol de O 2 e 1 mol de F 2.

    (a) Qual tem o maior número de moléculas? Explique o porquê.

    (b) Qual tem a maior massa? Explique o porquê.

    9.

    Qual contém a maior massa de oxigênio: 0,75 mol de etanol (C 2 H 5 OH), 0,60 mol de ácido fórmico (HCO 2 H) ou 1,0 mol de água (H 2 O)? Explique o porquê.

    10.

    Qual contém o maior número de moles de átomos de oxigênio: 1 mol de etanol (C 2 H 5 OH), 1 mol de ácido fórmico (HCO 2 H) ou 1 mol de água (H 2 O)? Explique o porquê.

    11.

    Como a massa molecular e a massa molar de um composto são semelhantes e como elas são diferentes?

    12.

    Calcule a massa molar de cada um dos seguintes compostos:

    (a) fluoreto de hidrogênio, HF

    (b) amônia, NH 3

    (c) ácido nítrico, HNO 3

    (d) sulfato de prata, Ag 2 SO 4

    (e) ácido bórico, B (OH) 3

    13.

    Calcule a massa molar de cada um dos seguintes:

    (a) S 8

    (b) C 5 H 12

    (c) Sc 2 (SO 43)

    (d) CH 3 COCH 3 (acetona)

    (e) C 6 H 12 O 6 (glicose)

    14.

    Calcule a massa da fórmula empírica ou molecular e a massa molar de cada um dos seguintes minerais:

    (a) calcário, CaCO 3

    (b) halita, NaCl

    (c) berilo, Be 3 Al 2 Si 6 O 18

    (d) malaquita, Cu 2 (OH) 2 CO 3

    (e) turquesa, Ucal (6PO 44) (OH 8) (H 2 O 4)

    15.

    Calcule a massa molar de cada um dos seguintes:

    (a) o anestésico halotano, C 2 HBrClf 3

    (b) o herbicida paraquat, C 12 H 14 N 2 Cl 2

    (c) cafeína, C 8 H 10 N 4 O 2

    (d) ureia, CO (NH 22)

    (e) um sabão típico, C 17 H 35 CO 2 Na

    16.

    Determine o número de moles do composto e o número de moles de cada tipo de átomo em cada um dos seguintes:

    (a) 25,0 g de propileno, C 3 H 6

    (b) 3,06××10 −3 g do aminoácido glicina, C 2 H 5 NO 2

    (c) 25 lb do herbicida Treflan, C 13 H 16 N 2 O 4 F (1 lb = 454 g)

    (d) 0,125 kg do inseticida Paris Green, Cu 4 (AsO 3) 2 (CH 3 CO 2) 2

    (e) 325 mg de aspirina, C 6 H 4 (CO 2 H) (CO 2 CH 3)

    17.

    Determine a massa de cada um dos seguintes:

    (a) 0,0146 mol KOH

    (b) 10,2 mol de etano, C 2 H 6

    (c) 1,6××10 −3 mol Na 2 SO 4

    (d) 6.854××10 3 mol de glicose, C 6 H 12 O 6

    (e) 2,86 mol de Co (NH 36) Cl 3

    18.

    Determine o número de moles do composto e determine o número de moles de cada tipo de átomo em cada um dos seguintes:

    (a) 2,12 g de brometo de potássio, KBr

    (b) 0,1488 g de ácido fosfórico, H 3 PO 4

    (c) 23 kg de carbonato de cálcio, CaCO 3

    (d) 78.452 g de sulfato de alumínio, Al 2 (SO 43)

    (e) 0,1250 mg de cafeína, C 8 H 10 N 4 O 2

    19.

    Determine a massa de cada um dos seguintes:

    (a) 2.345 ml de LiCl

    (b) 0,0872 mol de acetileno, C 2 H 2

    (c) 3.3××10 −2 mol Na 2 CO 3

    (d) 1,23××10 3 mol de frutose, C 6 H 12 O 6

    (e) 0,5758 ml de FeSO (4H 2 O 7)

    20.

    A necessidade dietética diária mínima aproximada do aminoácido leucina, C 6 H 13 NO 2, é de 1,1 g. Qual é essa exigência em toupeiras?

    21.

    Determine a massa em gramas de cada um dos seguintes:

    (a) 0,600 mol de átomos de oxigênio

    (b) 0,600 mol de moléculas de oxigênio, O 2

    (c) 0,600 mol de moléculas de ozônio, O 3

    22.

    Uma mulher de 55 kg tem 7,5××10 −3 mol de hemoglobina (massa molar = 64.456 g/mol) em seu sangue. Quantas moléculas de hemoglobina são essas? Qual é essa quantidade em gramas?

    23.

    Determine o número de átomos e a massa de zircônio, silício e oxigênio encontrados em 0,3384 mol de zircão, ZrSiO 4, uma pedra semipreciosa.

    24.

    Determine qual dos seguintes contém a maior massa de hidrogênio: 1 mol de CH 4, 0,6 mol de C 6 H 6 ou 0,4 mol de C 3 H 8.

    25.

    Determine qual dos seguintes contém a maior massa de alumínio: 122 g de AlPo 4, 266 g de Al 2 Cl 6 ou 225 g de Al 2 S 3.

    26.

    O diamante é uma forma de carbono elementar. Um anel de noivado contém um diamante pesando 1,25 quilates (1 quilate = 200 mg). Quantos átomos estão presentes no diamante?

    27.

    O diamante Cullinan foi o maior diamante natural já encontrado (25 de janeiro de 1905). Ele pesava 3104 quilates (1 quilate = 200 mg). Quantos átomos de carbono estavam presentes na pedra?

    28.

    Uma porção de 55 gramas de um cereal específico fornece 270 mg de sódio, 11% da dose diária recomendada. Quantos moles e átomos de sódio estão na dose diária recomendada?

    29.

    Um certo cereal crocante de nozes contém 11,0 gramas de açúcar (sacarose, C 12 H 22 O 11) por porção de 60,0 gramas. Quantas porções desse cereal devem ser consumidas para consumir 0,0278 moles de açúcar?

    30.

    Um tubo de pasta de dente contém 0,76 g de monofluorofosfato de sódio (Na 2 PO 3 F) em 100 mL.

    (a) Qual massa de átomos de flúor em mg estava presente?

    (b) Quantos átomos de flúor estavam presentes?

    31.

    Qual das seguintes opções representa o menor número de moléculas?

    (a) 20,0 g de H 2 O (18,02 g/mol)

    (b) 77,0 g de CH 4 (16,06 g/mol)

    (c) 68,0 g de C 3 H 6 (42,08 g/mol)

    (d) 100,0 g de N 2 O (44,02 g/mol)

    (e) 84,0 g de HF (20,01 g/mol)

    3.2 Determinando fórmulas empíricas e moleculares

    32.

    Quais informações são necessárias para determinar a fórmula molecular de um composto a partir da fórmula empírica?

    33.

    Calcule o seguinte para quatro números significativos:

    (a) a composição percentual da amônia, NH 3

    (b) a composição percentual da solução de fixador fotográfico (“hipo”), Na 2 S 2 O 3

    (c) a porcentagem de íon cálcio em Ca 3 (PO 4) 2

    34.

    Determine as seguintes a quatro figuras significativas:

    (a) a composição percentual do ácido hidrazóico, HN 3

    (b) a composição percentual de TNT, C 6 H 2 (CH 3) (NO 2) 3

    (c) a porcentagem de SO 4 2— em Al 2 (SO 4) 3

    35.

    Determine a porcentagem de amônia, NH 3, em Co (NH 3) 6 Cl 3, para três números significativos.

    36.

    Determine a porcentagem de água em CuSo 4 ∙ 5H 2 O para três números significativos.

    37.

    Determine as fórmulas empíricas para compostos com as seguintes composições percentuais:

    (a) 15,8% de carbono e 84,2% de enxofre

    (b) 40,0% de carbono, 6,7% de hidrogênio e 53,3% de oxigênio

    38.

    Determine as fórmulas empíricas para compostos com as seguintes composições percentuais:

    (a) 43,6% de fósforo e 56,4% de oxigênio

    (b) 28,7% K, 1,5% H, 22,8% P e 47,0% O

    39.

    Um composto de carbono e hidrogênio contém 92,3% de C e tem uma massa molar de 78,1 g/mol. Qual é sua fórmula molecular?

    40.

    O dicloroetano, um composto frequentemente usado para lavagem a seco, contém carbono, hidrogênio e cloro. Tem uma massa molar de 99 g/mol. A análise de uma amostra mostra que ela contém 24,3% de carbono e 4,1% de hidrogênio. Qual é sua fórmula molecular?

    41.

    Determine a fórmula empírica e molecular do amianto crisotila. A crisotila tem a seguinte composição percentual: 28,03% de Mg, 21,60% de Si, 1,16% de H e 49,21% de O. A massa molar da crisotila é de 520,8 g/mol.

    42.

    Os polímeros são moléculas grandes compostas por unidades simples repetidas várias vezes. Assim, eles geralmente têm fórmulas empíricas relativamente simples. Calcule as fórmulas empíricas dos seguintes polímeros:

    (a) Lucite (acrílico); 59,9% C, 8,06% H, 32,0% O

    (b) Saran; 24,8% C, 2,0% H, 73,1% Cl

    (c) polietileno; 86% C, 14% H

    (d) poliestireno; 92,3% C, 7,7% H

    (e) Orlon; 67,9% C, 5,70% H, 26,4% N

    43.

    Um grande fabricante de tintas têxteis desenvolveu um novo corante amarelo. O corante tem uma composição percentual de 75,95% C, 17,72% N e 6,33% H em massa com uma massa molar de cerca de 240 g/mol. Determine a fórmula molecular do corante.

    3.3 Molaridade

    44.

    Explique o que muda e o que permanece o mesmo quando 1,00 L de uma solução de NaCl é diluído para 1,80 L.

    45.

    Quais informações são necessárias para calcular a molaridade de uma solução de ácido sulfúrico?

    46.

    Uma amostra de 200 mL e uma amostra de 400 mL de uma solução de sal têm a mesma molaridade. De que forma as duas amostras são idênticas? De que maneiras essas duas amostras são diferentes?

    47.

    Determine a molaridade de cada uma das seguintes soluções:

    (a) 0,444 mol de CoCl 2 em 0,654 L de solução

    (b) 98,0 g de ácido fosfórico, H 3 PO 4, em 1,00 L de solução

    (c) 0,2074 g de hidróxido de cálcio, Ca (OH) 2, em 40,00 mL de solução

    (d) 10,5 kg de Na 2 SO 4 ·10H 2 O em 18,60 L de solução

    (e) 7.0××10 −3 mol de I 2 em 100,0 mL de solução

    (f) 1,8××10 - 4 mg de HCl em 0,075 L de solução

    48.

    Determine a molaridade de cada uma das seguintes soluções:

    (a) 1.457 mol KCl em 1.500 L de solução

    (b) 0,515 g de H 2 SO 4 em 1,00 L de solução

    (c) 20,54 g de Al (NO 3) 3 em 1575 mL de solução

    (d) 2,76 kg de CuSO 4,5H 2 O em 1,45 L de solução

    (e) 0,005653 mol de Br 2 em 10,00 mL de solução

    (f) 0,000889 g de glicina, C 2 H 5 NO 2, em 1,05 mL de solução

    49.

    Considere esta pergunta: Qual é a massa do soluto em 0,500 L de glicose 0,30 M, C 6 H 12 O 6, usada para injeção intravenosa?

    (a) Descreva as etapas necessárias para responder à pergunta.

    (b) Responda à pergunta.

    50.

    Considere esta pergunta: Qual é a massa de soluto em 200,0 L de uma solução de 1,556- M de KBr?

    (a) Descreva as etapas necessárias para responder à pergunta.

    (b) Responda à pergunta.

    51.

    Calcule o número de moles e a massa do soluto em cada uma das seguintes soluções:

    (a) 2,00 L de 18,5 M H 2 SO 4, ácido sulfúrico concentrado

    (b) 100,0 mL de 3,8××10 −6 M NaCN, a concentração letal mínima de cianeto de sódio no soro sanguíneo

    (c) 5,50 L de 13,3 M H 2 CO, o formaldeído usado para “fixar” amostras de tecido

    (d) 325 mL de 1,8××10 −6 M FeSO 4, a concentração mínima de sulfato de ferro detectável pelo sabor na água potável

    52.

    Calcule o número de moles e a massa do soluto em cada uma das seguintes soluções:

    (a) 325 mL de 8,23××10 −5 M KI, uma fonte de iodo na dieta

    (b) 75,0 mL de 2,2××10 −5 M H 2 SO 4, uma amostra de chuva ácida

    (c) 0,2500 L de 0,1135 M K 2 CrO 4, um reagente analítico usado em ensaios de ferro

    (d) 10,5 L de 3,716 M (NH 42) SO 4, um fertilizante líquido

    53.

    Considere esta questão: Qual é a molaridade do KMnO 4 em uma solução de 0,0908 g de KMnO 4 em 0,500 L de solução?

    (a) Descreva as etapas necessárias para responder à pergunta.

    (b) Responda à pergunta.

    54.

    Considere esta pergunta: Qual é a molaridade do HCl se 35,23 mL de uma solução de HCl contêm 0,3366 g de HCl?

    (a) Descreva as etapas necessárias para responder à pergunta.

    (b) Responda à pergunta.

    55.

    Calcule a molaridade de cada uma das seguintes soluções:

    (a) 0,195 g de colesterol, C 27 H 46 O, em 0,100 L de soro, a concentração média de colesterol no soro humano

    (b) 4,25 g de NH 3 em 0,500 L de solução, a concentração de NH 3 na amônia doméstica

    (c) 1,49 kg de álcool isopropílico, C 3 H 7 OH, em 2,50 L de solução, a concentração de álcool isopropílico no álcool isopropílico

    (d) 0,029 g de I 2 em 0,100 L de solução, a solubilidade de I 2 em água a 20 °C

    56.

    Calcule a molaridade de cada uma das seguintes soluções:

    (a) 293 g de HCl em 666 mL de solução, uma solução concentrada de HCl

    (b) 2,026 g de FeCl 3 em 0,1250 L de uma solução usada como desconhecida em laboratórios de química geral

    (c) 0,001 mg de Cd 2+ em 0,100 L, a concentração máxima permitida de cádmio na água potável

    (d) 0,0079 g C 7 H 5 SNO 3 em uma onça (29,6 mL), a concentração de sacarina em um refrigerante dietético.

    57.

    Há cerca de 1,0 g de cálcio, como Ca 2+, em 1,0 L de leite. Qual é a molaridade do Ca 2+ no leite?

    58.

    Qual volume de uma solução de 1,00- M de Fe (NO 3) 3 pode ser diluído para preparar 1,00 L de uma solução com uma concentração de 0,250 M?

    59.

    Se 0,1718 L de uma solução de 0,3556- M C 3 H 7 OH for diluído para uma concentração de 0,1222 M, qual é o volume da solução resultante?

    60.

    Se 4,12 L de uma solução de 0,850 M -H 3 PO 4 forem diluídos para um volume de 10,00 L, qual é a concentração da solução resultante?

    61.

    Qual volume de uma solução 0,33- M C 12 H 22 O 11 pode ser diluído para preparar 25 mL de uma solução com uma concentração de 0,025 M?

    62.

    Qual é a concentração da solução de NaCl que resulta quando se permite que 0,150 L de uma solução de 0,556- M evapore até que o volume seja reduzido para 0,105 L?

    63.

    Qual é a molaridade da solução diluída quando cada uma das seguintes soluções é diluída até o volume final dado?

    (a) 1,00 L de uma solução 0,250- M de Fe (NO 3) 3 é diluído até um volume final de 2,00 L

    (b) 0,5000 L de uma solução 0,1222-M de C 3 H 7 OH são diluídos até um volume final de 1,250 L

    (c) 2,35 L de uma solução 0,350- M de H 3 PO 4 são diluídos até um volume final de 4,00 L

    (d) 22,50 mL de uma solução de 0,025- M de C 12 H 22 O 11 são diluídos para 100,0 mL

    64.

    Qual é a concentração final da solução produzida quando se permite que 225,5 mL de uma solução 0,09988- M de Na 2 CO 3 evapore até que o volume da solução seja reduzido para 45,00 mL?

    65.

    Um frasco de 2,00 L de uma solução de HCl concentrado foi comprado para o laboratório de química geral. A solução continha 868,8 g de HCl. Qual é a molaridade da solução?

    66.

    Um experimento em um laboratório de química geral exige uma solução de HCl de 2,00- M. Quantos mL de HCl 11,9 M seriam necessários para fazer 250 mL de HCl 2,00 M?

    67.

    Qual volume de uma solução 0,20- M K 2 SO 4 contém 57 g de K 2 SO 4?

    68.

    A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) impõe limites às quantidades de substâncias tóxicas que podem ser descarregadas no sistema de esgoto. Foram estabelecidos limites para uma variedade de substâncias, incluindo o cromo hexavalente, que é limitado a 0,50 mg/L. Se uma indústria está descarregando cromo hexavalente como dicromato de potássio (K 2 Cr 2 O 7), qual é a molaridade máxima permitida dessa substância?

    3.4 Outras unidades para concentrações de solução

    69.

    Considere esta questão: Qual massa de uma solução concentrada de ácido nítrico (68,0% de HNO 3 em massa) é necessária para preparar 400,0 g de uma solução de 10,0% de HNO 3 em massa?

    (a) Descreva as etapas necessárias para responder à pergunta.

    (b) Responda à pergunta.

    70.

    Qual massa de uma solução de NaOH a 4,00% em massa contém 15,0 g de NaOH?

    71.

    Qual massa de NaOH sólido (97,0% NaOH em massa) é necessária para preparar 1,00 L de uma solução de 10,0% de NaOH em massa? A densidade da solução de 10,0% é 1,109 g/mL.

    72.

    Qual massa de HCl está contida em 45,0 mL de uma solução aquosa de HCl que tem uma densidade de 1,19 g cm —3 e contém 37,21% de HCl em massa?

    73.

    A dureza da água (contagem de dureza) geralmente é expressa em partes por milhão (em massa) de CaCO 3, o que equivale a miligramas de CaCO 3 por litro de água. Qual é a concentração molar de íons Ca 2+ em uma amostra de água com uma contagem de dureza de 175 mg de CaCO 3/L?

    74.

    Suspeitava-se que o nível de mercúrio em um riacho estivesse acima do mínimo considerado seguro (1 parte por bilhão em peso). Uma análise indicou que a concentração foi de 0,68 partes por bilhão. Suponha uma densidade de 1,0 g/mL e calcule a molaridade do mercúrio no fluxo.

    75.

    No Canadá e no Reino Unido, os dispositivos que medem os níveis de glicose no sangue fornecem uma leitura em milimoles por litro. Se uma medida de 5,3 m M for observada, qual é a concentração de glicose (C 6 H 12 O 6) em mg/dL?

    76.

    Um spray para garganta é 1,40% em massa de fenol, C 6 H 5 OH, em água. Se a solução tiver uma densidade de 0,9956 g/mL, calcule a molaridade da solução.

    77.

    O iodeto de cobre (I) (CuI) é frequentemente adicionado ao sal de cozinha como fonte dietética de iodo. Quantos moles de CuI estão contidos em 1,00 lb (454 g) de sal de mesa contendo 0,0100% CuI em massa?

    78.

    Um xarope para tosse contém 5,0% de álcool etílico, C 2 H 5 OH, em massa. Se a densidade da solução for 0,9928 g/mL, determine a molaridade do álcool no xarope para tosse.

    79.

    O D5W é uma solução usada como fluido intravenoso. É uma solução de 5,0% em massa de dextrose (C 6 H 12 O 6) em água. Se a densidade de D5W for 1,029 g/mL, calcule a molaridade da dextrose na solução.

    80.

    Determine a molaridade de uma solução aquosa de 40,0% em massa de ácido sulfúrico, H 2 SO 4, para a qual a densidade é 1,3057 g/mL.