03 - (FATEC SP)
O “cheiro forte” da urina humana deve-se principalmente à amônia, formada pela reação química que ocorre entre ureia,
, e água:
O volume de amônia, medido nas CATP (Condições Ambiente de Temperatura e Pressão), formado quando
de ureia reagem completamente com água é, em litros,
Dado:
Massas molares,
a) 0,5 .
b) 1,0 .
c) 1,5 .
d) 2,0 .
e) 5,0 .
Dado:
a) 0,5 .
b) 1,0 .
c) 1,5 .
d) 2,0 .
e) 5,0 .
Passo 1
O enunciado pede: calcular o volume de amônia formado, nas CATP, quando
de ureia reagem completamente com água, sabendo que a reação é
Dados fornecidos relevantes:
- massa de ureia:
; - volume molar nas CATP:
(valor dado no enunciado); - massas atômicas:
(em ).
O que precisamos encontrar: o volume, em litros, deproduzido.
Passo 2
Calcular a massa molar (massa de 1 mol) da ureia
.
Explicação rápida: a massa molar de uma molécula é a soma das massas atômicas dos átomos que a compõem. Aqui contamos cada átomo presente na fórmula.
Na ureia temos:
Explicação rápida: a massa molar de uma molécula é a soma das massas atômicas dos átomos que a compõem. Aqui contamos cada átomo presente na fórmula.
Na ureia temos:
- 1 átomo de carbono:
; - 1 átomo de oxigênio:
; - 2 átomos de nitrogênio (pois há dois grupos
): ; - 4 átomos de hidrogênio (cada
tem 2 H, e há dois grupos): .
Agora somamos:
Passo 3
Calcular o número de mols de ureia presentes em
.
Fórmula usada: , onde
é o número de mols,
a massa em gramas e
a massa molar em
.
Aplicando:
Fórmula usada:
Aplicando:
Explicação:
significa que temos uma décima de mol de moléculas de ureia.
Passo 4
Usar a estequiometria da reação para relacionar mols de ureia com mols de
.
Da reação balanceada vemos que mol de ureia produz
mols de
. Isso é porque o coeficiente estequiométrico de
é
.
Portanto:
Da reação balanceada vemos que
Portanto:
Breve ensino: coeficientes estequiométricos dizem quantas moléculas (ou mols) de cada espécie reagem/produzem por 1 mol da outra.
Passo 5
Calcular o volume de
usando o volume molar nas CATP.
Conceito: o volume molar é o volume ocupado por
mol de gás nas condições dadas. Aqui
(dado).
Fórmula: .
Aplicando para :
Conceito: o volume molar
Fórmula:
Aplicando para
Verificação rápida de unidades:
, está consistente.
Passo 6
Conclusão e checagem mental: a quantidade de
parece razoável — uma pequena massa de ureia (6,0 g) produz alguns litros de amônia sob as condições em que 1 mol ocupa
. Fizemos cálculo de massa molar, passamos para mols e usamos a razão estequiométrica e o volume molar para chegar ao volume final.
Resposta
e)