Exercícios sobre pureza dos reagentes (com gabarito resolvido)
Entender o grau de pureza dos reagentes é essencial para realizar cálculos químicos precisos e garantir a confiabilidade de experimentos e processos industriais. Nos exercícios a seguir, você vai praticar como determinar a quantidade de substância efetivamente presente em amostras impuras, relacionando massa, porcentagem de pureza e estequiometria. O gabarito resolvido ajuda a consolidar conceitos e mostra passo a passo como lidar com impurezas em reações químicas.
Questão 1
O grau de pureza de um reagente químico é definido como:
a) A relação entre a massa do recipiente que contém o reagente e a massa do reagente propriamente dito.
b) A porcentagem da massa total da amostra que corresponde efetivamente à substância desejada.
c) A temperatura na qual o reagente se decompõe completamente.
d) A quantidade de energia liberada durante a reação química.
Resposta: alternativa B.
O grau de pureza é uma medida da qualidade de um reagente. Ele indica qual fração (ou porcentagem) da massa total da amostra é composta pela substância de interesse, sendo o restante composto por impurezas (materiais inertes ou contaminantes). É um parâmetro crucial em cálculos estequiométricos para garantir a precisão dos resultados experimentais e industriais.
Questão 2
Um laboratório adquiriu 500 g de carbonato de cálcio (CaCO₃) com grau de pureza de 80%. A massa real de CaCO₃ puro disponível para reações é de:
a) 100 g
b) 400 g
c) 500 g
d) 625 g
Resposta: alternativa B.
Para calcular a massa da substância pura, multiplicamos a massa total da amostra pelo grau de pureza (em decimal):
Massa pura = Massa total × (Pureza / 100)
Massa pura = 500 g × (80 / 100) = 500 g × 0,80 = 400 g.
Portanto, dos 500 g da amostra, apenas 400 g são efetivamente CaCO₃; os outros 100 g são impurezas que não participarão da reação esperada.
Questão 3
Em uma reação química, as impurezas presentes em um reagente são geralmente consideradas inertes quando:
a) Aceleram a velocidade da reação, atuando como catalisadores.
b) Reagem com os produtos, formando subprodutos indesejados.
c) Não participam da reação química de interesse, permanecendo inalteradas ao final do processo.
d) Aumentam o rendimento teórico da reação.
Resposta: alternativa C.
Impurezas são chamadas de inertes quando não reagem quimicamente nas condições da reação principal. Elas simplesmente "atravessam" o processo sem se transformar, podendo ser separadas posteriormente (por filtração, destilação, etc.). Embora não participem da reação, sua presença afeta os cálculos estequiométricos, pois a massa total do reagente não corresponde à massa efetivamente reativa.
Questão 4
Na reação: CaCO₃(s) → CaO(s) + CO₂(g), qual a massa de óxido de cálcio (CaO) obtida a partir da decomposição térmica de 250 g de calcário com 80% de pureza em CaCO₃?
(Massas molares: CaCO₃ = 100 g/mol; CaO = 56 g/mol)
a) 56 g
b) 100 g
c) 112 g
d) 140 g
Resposta: alternativa C.
- Calcular a massa pura de CaCO₃: 250 g × 0,80 = 200 g de CaCO₃ puro.
- Calcular o número de mols de CaCO₃ puro:
n= m/MM
n = 200 g / (100 g/mol) = 2 mols.
- Estequiometria:
1 mol CaCO₃ → 1 mol CaO.
Portanto, 2 mols CaCO₃ produzem 2 mols CaO.
- Calcular a massa de CaO:
m = n x MM
m = 2 mol × (56 g/mol) = 112 g de CaO.
As impurezas (20% da amostra, ou 50 g) não reagem e não contribuem para a formação do produto.
Questão 5
A diferença fundamental entre "grau de pureza" e "rendimento de reação" é que:
a) Pureza se aplica aos reagentes antes da reação; rendimento se refere à quantidade de produto obtida em relação à quantidade esperada.
b) Pureza e rendimento são conceitos idênticos, usados indistintamente.
c) Rendimento se aplica apenas a reagentes gasosos.
d) Pureza é medida após a reação, enquanto rendimento é medido antes.
Resposta: alternativa A.
Grau de pureza: Refere-se à qualidade do reagente antes da reação. Indica quanto da massa do reagente é efetivamente a substância desejada (livre de impurezas).
Rendimento: Refere-se à eficiência da reação em si. Compara a quantidade real de produto obtida (considerando perdas, reações paralelas, equilíbrio) com a quantidade teórica máxima que poderia ser obtida a partir dos reagentes puros.
Questão 6
Um processo industrial necessita de 1000 kg de NaOH puro para uma reação. O fornecedor dispõe de NaOH com 95% de pureza. Qual a massa mínima desse material impuro que deve ser adquirida, aproximadamente, para garantir a quantidade necessária de NaOH puro?
a) 950 kg
b) 1000 kg
c) 1050 kg
d) 1100 kg
Resposta: alternativa C.
Precisamos encontrar a massa total (M) da amostra impura que contenha 1000 kg de NaOH puro:
Massa pura = Massa total × (Pureza / 100)
1000 kg = M × 0,95
M = 1000 kg / 0,95 = 1052,63 kg (aproximadamente 1050 kg).
Isso significa que, devido às impurezas, é necessário comprar cerca de 53 kg a mais de material para obter a quantidade desejada da substância pura.
Questão 7
Na reação: 2 Al(s) + 6 HCl(aq) → 2 AlCl₃(aq) + 3 H₂(g), um técnico utilizou 54 g de alumínio comercial com 90% de pureza. Considerando as massas molares (Al = 27 g/mol), o volume de gás hidrogênio produzido, nas CNTP (22,4 L/mol), será aproximadamente:
a) 22,4 L
b) 30,2 L
c) 44,8 L
d) 60,5 L
Resposta: alternativa D.
- Calcular a massa pura de Al:
54 g × 0,90 = 48,6 g de Al puro.
- Calcular o número de mols de Al puro:
n = m/MM
n = 48,6 g / (27 g/mol) = 1,8 mol de Al.
- Estequiometria:
Portanto, 1,8 mol Al produz 2,7mol de H2
- Calcular o volume de H₂ nas CNTP:
V = 2,7 mol × 22,4 L/mol = 60,48 L (aproximadamente 60,5 L).
A presença de impurezas (10% da amostra) reduziu a quantidade de Al efetivamente reagente, afetando diretamente o volume de gás produzido.
Questão 8
Uma amostra de 10,0 g de um mineral contendo carbonato de cálcio (CaCO₃) foi tratada com excesso de ácido clorídrico (HCl), produzindo gás carbônico (CO₂) conforme a reação: CaCO₃(s) + 2 HCl(aq) → CaCl₂(aq) + CO₂(g) + H₂O(l). O gás produzido foi coletado e medido, ocupando um volume de 2,0 L nas CNTP (22,4 L/mol). Considerando as massas molares (CaCO₃ = 100 g/mol), o grau de pureza aproximado do mineral em CaCO₃ é de:
a) 45%
b) 67%
c) 89%
d) 100%
Resposta: alternativa C.
- Calcular o número de mols de CO₂ produzido:
n = V/Vmolar
n(CO₂) = Volume / 22,4 = 2,0 L / 22,4 L/mol = 0,0893 mol.
- Estequiometria: 1 mol CaCO₃ → 1 mol CO₂. Portanto, a quantidade de CaCO₃ que reagiu foi de 0,0893 mol.
- Calcular a massa de CaCO₃ puro que reagiu:
m = n × MM = 0,0893 mol × 100 g/mol = 8,93 g de CaCO₃ puro.
- Calcular o grau de pureza:
Pureza = (massa de CaCO₃ puro / massa total da amostra) × 100 = (8,93 g / 10,0 g) × 100 = 89,3%.
Portanto, o mineral tem aproximadamente 89% de pureza em carbonato de cálcio. Este é um método clássico para determinar a pureza de carbonatos em amostras geológicas.
Continue testando seus conhecimentos com exercícios de química para o 1º ano do Ensino Médio (com gabarito explicado).
ALVES, Gustavo. Exercícios sobre pureza dos reagentes (com gabarito resolvido). Toda Matéria, [s.d.]. Disponível em: https://www.todamateria.com.br/exercicios-sobre-pureza-dos-reagentes-com-gabarito-resolvido/. Acesso em:
