PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 10 (Química) da 2ª fase do IME 2020
Texto-base das questões 01 a 10 · Química
CADERNO DE QUESTÕES
2019 / 2020
Folha de dados
Informações de Tabela Periódica:
| Elemento | H | C | N | O | F | Mg | Al | Cl | K | Ca | Fe | Cu |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Massa atômica (u) | 1,00 | 12,0 | 14,0 | 16,0 | 19,0 | 24,0 | 27,0 | 35,5 | 39,0 | 40,0 | 56,0 | 63,5 |
| Número atômico | 1 | 6 | 7 | 8 | 9 | 12 | 13 | 17 | 19 | 20 | 26 | 29 |
Constantes:
Constante de Faraday: 1\text{ F} = 96500\text{ C}\cdot\text{mol}^{-1}
Número de Avogadro: 6{,}02 \times 10^{23}
Constante Universal dos Gases = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 62{,}3\text{ mmHg}\cdot\text{L}\cdot\text{K}^{-1}\cdot\text{mol}^{-1} = 8{,}314\text{ J}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}
\ln 2 = 0{,}693 \qquad \ln 3 = 1{,}1 \qquad \text{e} = 2{,}72
Equação de Nernst: E = E^o - \dfrac{0{,}059}{n}\log Q
Conversão: \text{T(K)} = \text{t}(^\circ\text{C}) + 273
Em um experimento em laboratório, tomaram-se duas amostras de 0{,}177\ \text{g} de um composto de fórmula \ce{C_aH_bO_cN_d}. Uma das amostras foi completamente consumida por combustão, gerando 0{,}264\ \text{g} de \ce{CO2} e 0{,}135\ \text{g} de vapor de água. A outra reagiu totalmente com compostos não nitrogenados, gerando amônia como único produto nitrogenado, a qual necessitou de 3\ \text{cm}^3 de uma solução 0{,}5\ \text{mol/L} de ácido sulfúrico para sua completa neutralização. Determine a fórmula empírica do composto.
Reportar erro na questão
Resolução comentada
a) Em uma combustão, todo o carbono do composto vai para o \ce{CO2} e todo o hidrogênio vai para a \ce{H2O}. O nitrogênio é determinado na outra amostra, pela amônia formada. O oxigênio é obtido por diferença de massa.
- Carbono: n_{\ce{CO2}} = \dfrac{0{,}264}{44} = 0{,}006\ \text{mol}. Logo n_C = 0{,}006\ \text{mol}, ou seja, 0{,}072\ \text{g}.
- Hidrogênio: n_{\ce{H2O}} = \dfrac{0{,}135}{18} = 0{,}0075\ \text{mol}. Cada \ce{H2O} contém 2 H, então n_H = 0{,}015\ \text{mol}, ou seja, 0{,}015\ \text{g}.
- Nitrogênio: n_{\ce{H2SO4}} = 0{,}5 \times 0{,}003 = 1{,}5\times10^{-3}\ \text{mol}. A neutralização é \ce{2NH3 + H2SO4 -> (NH4)2SO4}, então n_{\ce{NH3}} = 3\times10^{-3}\ \text{mol}. Cada \ce{NH3} contém 1 N, então n_N = 0{,}003\ \text{mol}, ou seja, 0{,}042\ \text{g}.
- Oxigênio, por diferença: m_O = 0{,}177 - 0{,}072 - 0{,}015 - 0{,}042 = 0{,}048\ \text{g}. Então n_O = \dfrac{0{,}048}{16} = 0{,}003\ \text{mol}.
Dividindo todas as quantidades de matéria pelo menor valor (0{,}003\ \text{mol}):
Os valores já são inteiros, então a fórmula empírica é \ce{C2H5NO}.
Assuntos: Fórmulas mínima, molecular e percentual, Cálculo estequiométrico.
Reportar erro na resolução
Ver como caiu na prova
Fonte: IME 2ª fase 2020 · Química. Prova oficial ↗