1. Calcule a massa de 3,5 mol de nitrogénio, N₂.
Resolução:
Massa molar de N₂ = 2 × 14 = 28 g/mol
m = n × M = 3,5 × 28 = 98 g
Massa molar de N₂ = 2 × 14 = 28 g/mol
m = n × M = 3,5 × 28 = 98 g
2. Calcule a quantidade de matéria presente num copo com cerca de 200 g de água.
Resolução:
M(H₂O) = 18 g/mol
n = m/M = 200/18 ≈ 11,1 mol
M(H₂O) = 18 g/mol
n = m/M = 200/18 ≈ 11,1 mol
3. Escreva cada valor em notação científica na unidade do SI e indique a sua ordem de grandeza:
A. Diâmetro da célula eucariótica: 40 μm.
B. Altura média de um ser humano: 1,7 m.
C. Raio médio da Terra: 6371 km.
D. Diâmetro do Sol: 1,39 Gm.
A. Diâmetro da célula eucariótica: 40 μm.
B. Altura média de um ser humano: 1,7 m.
C. Raio médio da Terra: 6371 km.
D. Diâmetro do Sol: 1,39 Gm.
Resolução:
A. 40 μm = 4,0 × 10-5 m (ordem: 10-5 m)
B. 1,7 m = 1,7 × 100 m (ordem: 100 m)
C. 6371 km = 6,371 × 106 m (ordem: 106 m)
D. 1,39 Gm = 1,39 × 109 m (ordem: 109 m)
A. 40 μm = 4,0 × 10-5 m (ordem: 10-5 m)
B. 1,7 m = 1,7 × 100 m (ordem: 100 m)
C. 6371 km = 6,371 × 106 m (ordem: 106 m)
D. 1,39 Gm = 1,39 × 109 m (ordem: 109 m)
4. Indique a ordem de grandeza e apresente cada um dos seguintes valores, em notação científica, na unidade do SI.
A. Diâmetro médio do cabelo humano: 80 μm.
B. Comprimento de uma baleia azul: 30 m.
C. Diâmetro da Lua: 3480 km.
D. Distância da órbita da Lua à Terra: 384 Mm.
A. Diâmetro médio do cabelo humano: 80 μm.
B. Comprimento de uma baleia azul: 30 m.
C. Diâmetro da Lua: 3480 km.
D. Distância da órbita da Lua à Terra: 384 Mm.
Resolução:
A. 80 μm = 8,0 × 10-5 m (ordem: 10-5 m)
B. 30 m = 3,0 × 101 m (ordem: 101 m)
C. 3480 km = 3,48 × 106 m (ordem: 106 m)
D. 384 Mm = 3,84 × 108 m (ordem: 108 m)
A. 80 μm = 8,0 × 10-5 m (ordem: 10-5 m)
B. 30 m = 3,0 × 101 m (ordem: 101 m)
C. 3480 km = 3,48 × 106 m (ordem: 106 m)
D. 384 Mm = 3,84 × 108 m (ordem: 108 m)
5. Qual é a ordem de grandeza da distância média entre os átomos de carbono numa camada de grafeno, em unidade do SI?
Resolução:
A distância média entre átomos de carbono no grafeno é cerca de 0,142 nm = 1,42 × 10-10 m
Ordem de grandeza: 10-10 m
A distância média entre átomos de carbono no grafeno é cerca de 0,142 nm = 1,42 × 10-10 m
Ordem de grandeza: 10-10 m
6. Considere os átomos a seguir representados:
8X16, 17Y35, 6R14, 17W37
6.1. Indique o número de protões, de neutrões, de eletrões e a carga nuclear do átomo R.
6.2. Quantos elementos químicos estão representados?
8X16, 17Y35, 6R14, 17W37
6.1. Indique o número de protões, de neutrões, de eletrões e a carga nuclear do átomo R.
6.2. Quantos elementos químicos estão representados?
Resolução:
6R14: Z=6, A=14
Protões = 6
Neutrões = 14 - 6 = 8
Eletrões = 6 (átomo neutro)
Carga nuclear = +6
Existem 3 elementos químicos (X, Y, R/W). Y e W têm o mesmo número atómico (17), logo são o mesmo elemento, mas isótopos diferentes.
6R14: Z=6, A=14
Protões = 6
Neutrões = 14 - 6 = 8
Eletrões = 6 (átomo neutro)
Carga nuclear = +6
Existem 3 elementos químicos (X, Y, R/W). Y e W têm o mesmo número atómico (17), logo são o mesmo elemento, mas isótopos diferentes.
7. O cobre (29Cu) é formado pelos isótopos cobre-63 e cobre-65, representando o primeiro 69,09% da massa total de cobre. Sabendo que a massa atómica relativa média do cobre é 63,55 e que a massa isotópica relativa do 63Cu é 62,93, calcule para o outro isótopo a massa isotópica relativa.
Resolução:
Seja x a massa isotópica do Cu-65.
63,55 = 0,6909 × 62,93 + 0,3091 × x
63,55 - (0,6909 × 62,93) = 0,3091x
63,55 - 43,47 = 0,3091x
20,08 = 0,3091x
x = 20,08 / 0,3091 ≈ 64,97
Seja x a massa isotópica do Cu-65.
63,55 = 0,6909 × 62,93 + 0,3091 × x
63,55 - (0,6909 × 62,93) = 0,3091x
63,55 - 43,47 = 0,3091x
20,08 = 0,3091x
x = 20,08 / 0,3091 ≈ 64,97
8. Atendendo aos dados da tabela, calcule a massa atómica relativa média da prata (Ag).
Resolução:
(Como não foi fornecida a tabela de isótopos, não é possível calcular exatamente sem dados.)
Solução: Soma dos produtos das abundâncias relativas pelos respetivos valores de massa de cada isótopo.
(Como não foi fornecida a tabela de isótopos, não é possível calcular exatamente sem dados.)
Solução: Soma dos produtos das abundâncias relativas pelos respetivos valores de massa de cada isótopo.
9. A molécula de sacarose, C12H22O11, existem 2,00 mol num frasco.
9.1. O que significa dizer que existem 2 mol de sacarose?
9.2. Quantas moléculas estão presentes no frasco?
9.3. Qual é a quantidade de matéria de átomos de hidrogénio?
9.4. Quantos átomos de carbono existem?
9.1. O que significa dizer que existem 2 mol de sacarose?
9.2. Quantas moléculas estão presentes no frasco?
9.3. Qual é a quantidade de matéria de átomos de hidrogénio?
9.4. Quantos átomos de carbono existem?
Resolução:
9.1. Existem 2 × 6,022×10²³ moléculas (2 mol = 2 vezes o número de Avogadro).
9.2. N = 2 × 6,022 × 1023 = 1,204 × 1024 moléculas.
9.3. Cada molécula tem 22 átomos de hidrogénio:
n(H) = 2 × 22 = 44 mol de átomos de H.
9.4. 2 mol × 12 = 24 mol de átomos de C.
9.1. Existem 2 × 6,022×10²³ moléculas (2 mol = 2 vezes o número de Avogadro).
9.2. N = 2 × 6,022 × 1023 = 1,204 × 1024 moléculas.
9.3. Cada molécula tem 22 átomos de hidrogénio:
n(H) = 2 × 22 = 44 mol de átomos de H.
9.4. 2 mol × 12 = 24 mol de átomos de C.
10. Dois recipientes A e B contêm, respetivamente, 3 mol de água (H₂O) e 5 mol de monóxido de carbono (CO). Indique, justificando, qual deles possui o maior número total de átomos.
Resolução:
A: 3 mol H₂O × 3 átomos = 9 mol átomos
B: 5 mol CO × 2 átomos = 10 mol átomos
Logo, o recipiente B tem mais átomos.
A: 3 mol H₂O × 3 átomos = 9 mol átomos
B: 5 mol CO × 2 átomos = 10 mol átomos
Logo, o recipiente B tem mais átomos.
11. Em 1,44 g de um gás, constituído exclusivamente por átomos de oxigénio, existem 0,0300 mol desse gás.
11.1. Calcule a massa molar do gás.
11.2. Determine o número de moléculas.
11.3. Determine a fórmula química do gás.
11.1. Calcule a massa molar do gás.
11.2. Determine o número de moléculas.
11.3. Determine a fórmula química do gás.
Resolução:
11.1. M = m/n = 1,44 / 0,0300 = 48 g/mol
11.2. N = 0,0300 × 6,022×10²³ = 1,81 × 1022 moléculas
11.3. M = 48 g/mol corresponde ao ozono, O3.
11.1. M = m/n = 1,44 / 0,0300 = 48 g/mol
11.2. N = 0,0300 × 6,022×10²³ = 1,81 × 1022 moléculas
11.3. M = 48 g/mol corresponde ao ozono, O3.
12. Calcule a massa de oxigénio numa amostra que contém 3,35 mol de SO₂(g).
Resolução:
Cada mol de SO₂ tem 2 mol de oxigénio.
n(O) = 3,35 × 2 = 6,70 mol
m(O) = 6,70 × 16 = 107,2 g
Cada mol de SO₂ tem 2 mol de oxigénio.
n(O) = 3,35 × 2 = 6,70 mol
m(O) = 6,70 × 16 = 107,2 g
13. Uma liga de aço inoxidável é constituída por ferro, carbono e crómio. As frações molares de carbono e crómio na liga são, respetivamente, 0,086 e 0,109.
13.1. Indique a fração molar de ferro na liga.
13.2. A partir da relação das frações mássica e molar, determine a fração mássica de ferro na liga.
13.3. Compare a massa de ferro com a massa dos restantes constituintes numa amostra da liga com uma massa de 2,50 kg.
13.1. Indique a fração molar de ferro na liga.
13.2. A partir da relação das frações mássica e molar, determine a fração mássica de ferro na liga.
13.3. Compare a massa de ferro com a massa dos restantes constituintes numa amostra da liga com uma massa de 2,50 kg.
Resolução:
13.1. Fração molar Fe = 1 - (0,086 + 0,109) = 0,805
13.2. Para determinar fração mássica de Fe, é preciso saber as massas molares:
Fe: 56, C: 12, Cr: 52
Fração mássica Fe = (0,805 × 56) / (0,805×56 + 0,086×12 + 0,109×52) ≈ 0,888 ou 88,8%
13.3. Massa de Fe = 0,888 × 2,50 kg = 2,22 kg
Restantes = 2,50 kg - 2,22 kg = 0,28 kg
13.1. Fração molar Fe = 1 - (0,086 + 0,109) = 0,805
13.2. Para determinar fração mássica de Fe, é preciso saber as massas molares:
Fe: 56, C: 12, Cr: 52
Fração mássica Fe = (0,805 × 56) / (0,805×56 + 0,086×12 + 0,109×52) ≈ 0,888 ou 88,8%
13.3. Massa de Fe = 0,888 × 2,50 kg = 2,22 kg
Restantes = 2,50 kg - 2,22 kg = 0,28 kg
14. A calcopirite (CuFeS₂) é um dos principais minérios de cobre.
14.1. Determine a fração mássica de cobre no minério.
14.2. Qual é a massa máxima de cobre que pode ser extraída de uma tonelada de minério?
14.1. Determine a fração mássica de cobre no minério.
14.2. Qual é a massa máxima de cobre que pode ser extraída de uma tonelada de minério?
Resolução:
Massa molar CuFeS₂: 63,5 + 56 + 2×32 = 183,5 g/mol
Fração mássica de Cu = 63,5 / 183,5 ≈ 0,346 ou 34,6%
De 1 tonelada (1000 kg): 0,346 × 1000 kg = 346 kg de cobre
Massa molar CuFeS₂: 63,5 + 56 + 2×32 = 183,5 g/mol
Fração mássica de Cu = 63,5 / 183,5 ≈ 0,346 ou 34,6%
De 1 tonelada (1000 kg): 0,346 × 1000 kg = 346 kg de cobre
15. Calcula a massa, em gramas, existente em 1,52 × 10²³ moléculas de dióxido de carbono.
Resolução:
n = 1,52 × 10²³ / 6,022 × 10²³ = 0,252 mol
M(CO₂) = 12 + 2×16 = 44 g/mol
m = 0,252 × 44 = 11,1 g
n = 1,52 × 10²³ / 6,022 × 10²³ = 0,252 mol
M(CO₂) = 12 + 2×16 = 44 g/mol
m = 0,252 × 44 = 11,1 g
16. Dois gases diferentes A e B têm volumes iguais à mesma temperatura e à mesma pressão. A massa do gás A tem um valor igual a 1,60 g e a amostra do gás B tem uma massa de valor igual a 3,35 g. Supondo que o gás A é o oxigénio qual será a massa molar do gás B?
Resolução:
Para volumes iguais (mesma T e P), nA = nB.
nA = 1,60 / 32 = 0,05 mol
nB = 3,35 / MB = 0,05 mol → MB = 3,35 / 0,05 = 67 g/mol
Para volumes iguais (mesma T e P), nA = nB.
nA = 1,60 / 32 = 0,05 mol
nB = 3,35 / MB = 0,05 mol → MB = 3,35 / 0,05 = 67 g/mol
17. O gráfico da Figura representa o volume, V, de diferentes amostras de azoto (N₂), em função da quantidade de gás, n, existente nessas amostras, à pressão de 752 mm Hg e à temperatura de 55 ºC. Que significado físico tem o declive da reta representada?
Resolução:
O declive (V/n) representa o volume molar do gás azoto (N₂) nessas condições de pressão e temperatura.
O declive (V/n) representa o volume molar do gás azoto (N₂) nessas condições de pressão e temperatura.