Ficha nº5

Fração molar e fração mássica

1. Numa mistura de hidrogénio, H2 (g), e hélio. He (g), a fração molar do hélio é igual a 1/3.

a) Nesta mistura:

(A) a massa do hélio é igual à massa do hidrogénio.

(B) o número de átomos de hélio é metade do número de átomos de hidrogénio.

(C) a massa do hidrogénio é duas vezes maior do que a massa do hélio.

(D) o número de átomos de hélio é igual ao número de átomos de hidrogénio.

b) Adicionou-se hélio à mistura inicial até a sua fração molar ser 0.50.

Qual é a fração mássica do hélio na nova mistura?

 

2. Dissolveram-se 10,809 g de glicose (C6H12O6) em 500,0 mL de água.

Dados : M(C6H12O6) = 180,16 g mol-1

ρ(H2O) = 1.00 g cm-3

2.1 Que quantidade química de glicose foi medida?

2.2 Determine a fração molar da glicose.

2.3 Calcule a fração mássica do solvente.

2.4 Calcule a fração mássica da glicose.

 

3. O colesterol é um esteroide presente nas células animais cujas moléculas têm a fórmula química: C27H46O.

3.1 Qual é a fração mássica de carbono existente numa molécula de colesterol?

3.2 Determine a fração molar de oxigénio na molécula de colesterol.

 

4. Os hidrocarbonetos são compostos químicos constituídos apenas por átomos de carbono, C, e hidrogénio, H.

Considere os hidrocarbonetos bem como as respetivas fórmulas químicas apresentados na tabela seguinte.

4.1. Determine a percentagem, em massa, de carbono nos três hidrocarbonetos.

4.2. Calcule a fração molar de carbono no metano.

4.3. Atendendo a que a soma das frações molares dos elementos que constituem a molécula de uma substância é igual a 1, determine a fração molar do hidrogénio na molécula de metano.

4.4. Selecione a opção que contém a expressão que traduz a relação entre a fração mássica e a fração  molar do carbono no pentano, ....

 

5. Uma mistura contém três componentes, com massas 7 g, 19 g e 6 g. Determine as frações mássicas de cada um dos componentes.

 

6. Um dos processos para ajudar a baixar a tensão arterial elevada é reduzir o teor de sódio na alimentação. No mercado para além do sal comum, que se pode considerar constituído apenas por NaCl, existe um sal light, que é uma mistura de cloreto de sódio e cloreto de potássio sólidos.

6.1. Calcule:

6.1.1. a massa de sódio existente em 2,50 g de sal comum;

6.1.2. a fração mássica de sódio no sal comum, NaCl.

6.2. Num frasco de sal light pode ler-se a informação: "Em 1,00 g de sal light existe a massa de 195 mg de sódio e 260 mg de potássio."

Calcule as quantidades de sódio e de potássio existentes na massa de sal light indicada.

6.3. Comparando o sal light com o sal comum, a redução no teor de sódio é de, aproximadamente:

(A) 39%

(B) 50%

(C) 66%

(D) 75%

 

7. Considere a seguinte mistura de quatro componentes:

a) Indique, justificando, qual é a fração mássica de B.

b) Calcule a fração molar de cada um dos constituintes nesta mistura.

 

8. 250,0 ml de uma solução aquosa de ácido oxálico (C2H2O4) contém 0 ,146 mol desta substância.

Dados : M(C2H2O4) = 90.04 g mol-1

ρ(solução) = 1.022 g cm-3

8.1 Identifique o soluto e o solvente.

8.2 Determine a massa ele soluto da solução.

8.3 Calcule a fração molar do solvente e a fração mássica do soluto.

 

9. A levotiroxina sódica (C15H10I4NNaO4) é utilizada como suplemento, no caso de haver produção insuficiente de hormona tiroideia. A dose diária máxima pode atingir 0,1 mg desta substância.

9.1 Determine o valor da fração mássica de iodo no composto.

9.2 Calcule a quantidade química de iodo correspondente a uma toma diária de 0,1 mg deste medicamento.

 

10. Considere o seguinte texto.

O linalol, de fórmula molecular C10H18O, líquido incolor com um aroma suave e doce, é usado em larga escala por indústrias de cosméticos e aromáticas. Aproximadamente, 70% dos compostos produzidos por essas indústrias contêm linalol na sua fórmula. Enquanto produtos vulgares utilizam o linalol sintético, os produtos mais finos, como o caso do perfume Chanel N. º 5, utilizam o linalol natural, extraído do pau-rosa.

10.1. Calcule a massa molar do linalol.

10.2. Determine a fração mássica do carbono na molécula da substância em causa .

10.3. Calcule a fração molar do oxigénio que constitui a molécula de Linalol.

10.4. Utilizando a relação entre a fração molar e a fração mássica, determine a fração molar do carbono, na molécula do composto considerado.

10.5. Considere a quantidade de matéria de 2 mol de Linalol e complete a seguinte tabela.

 

11. Preparou-se uma solução de nitrato de prata, AgNO3, adicionando 23 g deste composto a 100 cm3 de água. Determine a fração molar do soluto. (considere p(H2O) = 1,0 g/cm3)

 

12. Existem soluções aquosas de sais e de glucose, vendidas em farmácias, destinadas ao tratamento da desidratação que ocorre em pessoas que perderam muito líquido. Uma dessas soluções tem a seguinte composição:

De acordo com a tabela, determine para cada componente da solução:

12.1. a fração molar;

12.2. a fração mássica.

 

13. O Trimix é uma mistura gasosa utilizada na prática de mergulho a grande profundidade, em substituição do ar normal.

Uma composição típica para esta mistura é 10% de oxigénio, O2, 70% de hélio, He, e 20% de nitrogénio, N2, em massa.

Indique a fração molar de cada um dos componentes na mistura.

 

14. O silício (Si), aplicado em eletrónica como material semicondutor base usado para quase todos os circuitos integrados modernos, pode ser dopado para alterar as suas propriedades elétricas. No processo de dopagem são, intencionalmente, introduzidas impurezas num semicondutor extremamente puro.

Numa placa de silício dopada com fósforo (P), com uma massa de 0,233 g, a percentagem mássica de silício é 99,99%.

14.1. Determine a massa de impurezas nessa placa.

14.2. Relativamente à placa de silício dopada com fósforo (P), selecione a opção que indica a razão do número de átomos de silício com o número de átomos de fósforo na placa.

(A) 9,07 X 105

(B) 1,10 X 104

(C) 4,53 X 1017

(D) 4,99 X 1021

14.3. A partir da relação das frações mássica e molar, determine a fração molar de silício na placa.

 

15. A prata de lei é uma liga constituída por prata e cobre. Num fio de prata de massa 16,2 g existem 1,2 x 1022 átomos de cobre.

Calcule a fração mássica e a fração molar da prata no referido fio.

 

16. Uma amostra com 5,0 g de uma Liga especial utilizada na fuselagem de aviões, contendo alumínio, magnésio e cobre, foi tratada com uma base para dissolver o alumínio, reduzindo a sua massa para 2,0 g. Este resíduo de 2,0 g, quando tratado com ácido clorídrico, para dissolver o magnésio, reduziu-se a 0,5 g de cobre.

16.1. Determine a massa de alumínio que faz parte da amostra em causa.

16.2. Indique a composição do resíduo que foi tratado com ácido clorídrico.

16.3. Qual a massa de magnésio presente na amostra em estudo?

16.4. Calcule a percentagem, em massa, de cada elemento presente na Liga.

16.5. Calcule a fração mássica dos três componentes metálicos presentes na liga especial.

 

17. Quer preparar-se uma solução de brometo de potássio, em que o soluto tenha fração molar 0,12. Que massa de soluto é preciso adicionar a 200 ml de água? (considere p(H2O) = 1,0 g/cm3)

 

18. As lágrimas são, no dizer de António Gedeão, "água quase tudo e cloreto de sódio." Num choro convulsivo uma pessoa elimina 5 ml de lágrimas salgadas! Nelas, a concentração de cloreto de sódio é de 6 g L-1 de lágrimas. A solução lacrimal apresenta uma densidade média de 1,0 g cm-3.

De acordo com o referido, calcule:

18.1. a massa de sal presente nas lágrimas derramadas;

18.2. a quantidade química desse sal;

18.3. a fração molar de cada componente das lágrimas;

18.4. a fração mássica de cada componente das lágrimas.

 

19. Em massa, o Sol é constituído por 92% de hidrogénio, 7,8% de hélio e 0,2% por outros elementos.

a) Qual é a fração mássica de hélio no Sol?

b) Sabendo que a massa do Sol é 1,9 x 1030 kg determine a massa de hélio nele presente.

c) Calcule a fração molar de hélio no Sol. Despreze a massa de outros elementos, para além do hidrogénio e hélio.

 

20. A carvona é um composto natural, obtido a partir de óleos essenciais de alcaravia ou hortelã, que confere o cheiro e o sabor a mentol sendo, por isso, usado como aromatizante na indústria alimentar.


A análise elementar da carvona mostra que é constituída por carbono, hidrogénio e oxigénio com frações molares de 0,40 para o carbono e 0,56 para o hidrogénio.

A sua massa molar é 150,24 g mol-1 e uma amostra com 30,00 g possui 3,01 x 1024 átomos.

20.1. Indique a fração molar de oxigénio na molécula de carvona.

20.2. Calcule o número total de átomos que constitui a molécula de carvona.

20.3. Determine a fórmula molecular da carvona. Se numa molécula existem 25 átomos, numa mole de moléculas existem 25 mol de átomos

20.4. A partir da relação das frações mássica e molar, determine a fração mássica de carbono na molécula de carvona.

 

21. Considere o esquema da figura, onde está representado um balão contendo 5 L de uma solução de NaNO3 com a concentração mássica de 10 g L-1, do qual foram retiradas para três copos três frações A, B e C com, respetivamente 0,50 L, 2,0 L e 1,0 L. A densidade da solução é 1, 1 g/ cm3.

21.1. Calcule a massa de soluto existente em A, B e C.

21.2. Determine a quantidade química de soluto em cada copo.

21.3. Determine a fração molar de cada componente da solução, em B.

21.4. Determine a fração mássica de NaNO3, na solução inicial.

21.5. Calcule a percentagem em massa de cada componente da solução em A.

 

22. O etanol, C2H6O , é um composto formado por carbono, hidrogénio e oxigénio.

a) Calcule a quantidade de matéria de átomos de oxigénio em 250 g de etanol.

b) Calcule a fração mássica de carbono no etanol.

 

23. Uma solução aquosa de amoníaco (NH3) contém dissolvidas 0,5 molde NH3 em 90,0 g de H2O. Calcule:

23.1. a fração molar de NH3;

23.2. a fração mássica de H2O;

23.3. o número total de moléculas;

23.4. o número total de átomos de hidrogénio.

 

24. A fração mássica de enxofre no ácido sulfúrico, H2SO4

(M = 98,08 g mol-1), é :

(A) 0.16

(B) 0,30

(C) 0.32

(D) 0,33

 

25. Depois de se ter soprado num balão, este ficou cheio com 9,00 g de H2O, 22,0 g de CO2 e 56,0 g de N2.

Calcule:

25.1. a quantidade total (em mol) dos gases;

25.2. o número total de moléculas;

25.3. a fração mássica de cada um dos componentes da mistura gasosa.

 

26. Numa solução, a massa de soluto é 1/3 da massa do solvente e a massa molar do soluto é tripla da massa molar do solvente. A fração molar do soluto, relativamente à fração molar do solvente, é:

(A) 1/3

(B) Tripla

(C) 1/9

(D) Igual

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