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Química Inorgânica e Orgânica Webconferência 2 Prof. Dr. Iury Sousa e Silva ▪Equações químicas; ▪Fórmulas mínimas a partir de análises; ▪Informações quantitativas a partir de equações balanceadas; ▪Reagentes limitantes. ▪ Massa atômica e massa molecular; ▪O mol; Webconferência 2 ▪ Reatividade química; Introdução • Estequiometria ou cálculo estequiométrico é o estudo das relações quantitativas de reagentes e produtos • Baseado nas leis: • Lei da conservação da massa (Lavoisier) • Lei das proporções definidas (Proust) Equações Químicas • Reagentes – Substâncias iniciais que provocam uma reação e encontram-se à esquerda na equação. • Produtos – Resultado da reação e encontra-se à direita na equação. H2(g) +O2(g) 2 H2(g) +O2(g) H20(g) 2 H20(g) Tipos dereatividade Reação de combinação e decomposição Tipos dereatividade Tipos dereatividade Combustão: Reação química exotérmica entre uma substância e um gás, geralmente o oxigênio, para liberar calor. CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + calor Massa atômica e massa molecular • Massa atômica: massa de relativo à unidade de massa atômica um átomo u (1/12 da massa do isótopo carbono -12,12C). • Massa molecular: massa de uma molécula de uma substância relativa à unidade de massa atômica u (1/12 da massado isótopo carbono-12, 12C). Massa atômica e massa molecular • Massa molecular de uma fórmula: soma dasmassas atômicas dos átomos da fórmula. MM(H2SO4) = 2(MA do H) + (MA do S) + 4(MA doO) = 2(1,0 u) + (32,1 u) + 4(16,0 u) = 98,1 u Mol • Origem: palavra latina moles (porção,quantidade) • É a unidade utilizada para relacionar um número grande de átomos, íons e moléculas. 1 mol = 6,0221367 x 10²³ partículas Mol • Massa Molar: é a massa em gramas de 1 mol de substância (unidades g/mol, g.mol-1) • A massa de 1 mol de átomos de 12C = 12 g LAVOISIER: Lei da Conservação das Massas C + O2 → CO2 + 12g C + 32g O2 → 44g CO2 ❖ Partículas iniciais e finais são as mesmas →massa iguais. LEI DE PROUST: Lei das Proporções Constantes C + O2 → CO2 ❖ Duplicando a quantidade de átomos todas as massas dobrarão. + + 2C + 2O2 → 2CO2 Informações quantitativas a partir de equaçõesbalanceadas • Os coeficientes de uma equação balanceada mostram as relações estequiométricas entre os componentes desta reação. • Com essa equivalência estequiométrica pode-se deduzir a quantidade do produto através do reagente evice-versa. • Exemplo: 2H2(g) +O2(g) → 2 H2O(l) • No exemplo, as grandezas 2 mols de H2, 1 mol de O2 e 2 mols de H2O são quantidades estequiometricamente equivalentes. Reagentes limitantes •O reagente limitante de uma reação química é o reagente que se encontra presente em menor quantidade relativa ou seja, o que é primeiramente consumido. Ex: 2H2 + O2 2H2O •Se tivermos 2 mols de H2 e 2 mols de O2, H2 será limitante e sobrará excesso de 1 mol de O2. Reagentes limitantes Reagentes limitantes •Rendimento real de um produto –massa obtida no final da reação, medida em gramas, ou quantidade de matéria, medida em mols •Rendimento teórico –é a massa que deveríamos obter se não houvessem perdas ou produtos secundários (quantidade calculada com base numa equação química) RENDIMENTO PERCENTUAL =RENDIMENTOREAL x 100 % RENDIMENTOTEÓRICO 1 Mol 6,02 x 1023 Massa (g) 1 coeficiente CNTP 22,4 L n= 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 Relação quantidade de mols com massa n (mols) = 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 (𝑔) 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 ( 𝑔 𝑚𝑜𝑙 ) EXEMPLO (Relação Massa-Massa) Ex.: Qual a massa de água dada em gramas, produzida a partir de 8g de gás hidrogênio? → H2O → 2H2O 1º → H2 + O2 2º → 2H2 + O2 3º → 4g → 36g 8g → x x = 8 . 36 = 72g 4 EXEMPLO (Relação Massa-Moléculas) Ex.: Quantas Moléculas de água são produzidas a partir de 16g de oxigênio gás? 1º → H2 + O2 → H2O 2º → 2H2 + O2 → 2H2O 3º → 32g → 12,04 x 1023 16g → x x = 16 . 12,04 x 1023 = 6,02 x 1023 32 EXEMPLO (Relação Massa-Volume) Ex.: Qual o volume de Amônia produzido nas CNTP por 12g de H2 que reage com N2 suficiente? 1º → N2 + H2 2º → N2 + 3H2 → NH3 → 2NH3 3º → 6g → 44,8 L 12g → x = 89,6 Lx = 12 . 44,8 6 EXEMPLO (Relação Mol-Volume) Ex.: Quantos Moles de CO2 são produzidos a partir de 44, 8L de CO? 1º → CO + O2 → CO2 2º → CO + ½O2 → CO2 3º → 22,4L → 1Mol 44,8L → x x = 44,8 . 1 = 2 Mol 22,4L Cálculos especiais Rendimento EX1.: A combustão de 36g de grafite (C) provocou a formação de 118,8g de gás carbônico. Qual foi o rendimento da reação ? (C = 12; O = 16) a) 50%. b) 60%. c) 70%. d) 80%. e) 90%. Parte 1 (100%) 1º → C + O2 2º → C + O2 → CO2 → CO2 3º → 12g → 44g 36g → 132g Resolução 132g 118,8g Parte 2 (Rendimento) → 100% → X% X=90% EX2.: A decomposição térmica do CaCO3, se dá de acordo com a equação. Quantas toneladas de óxido de cálcio serão produzidas através da decomposição de 100 toneladas de carbonato de cálcio com 90% de pureza?(Ca = 40; O = 16; C = 12) a) 40,0 t. b) 56,0 t. c) 62,2 t. d) 50,4 t. e) 90,0 t. Grau de pureza Resolução Parte 1 (100%) 1º → CaCO3 → CaO + CO2 3º → 100g → 56g 100 t → 56 t Parte 2 (Pureza) 100% → 56 t 90% → X t X=50,4 t Reagente Limitante EX3.: 10,00g de ácido sulfúrico são adicionados a 7,40g de hidróxido de cálcio. Sabe-se que um dos reagentes está em excesso. Após completar a reação, restarão: H2SO4 + Ca(OH)2 → CaSO4 + 2H2O a) 0,02g de H2SO4 b) 0,20g de H2SO4 c) 0,26g de Ca(OH)2 d) 2,00g de H2SO4 e) 2,00g de Ca(OH)2. → CaSO4 + 2H2O Resolução 9,8g → 7,4g 10g – 9,8g = 0,2g R= 0,20 de H2SO4 O ácido está em excesso H2SO4 + Ca(OH)2 98g + 74g 10g + 7,4g 98g → 74g OBRIGADO Prof. Dr. Iury Sousa e Silva E-mail: iury.silva@sereducacional.com Instagram: @prof.iurysousa Professor Executor EAD título ▪ Não mais que seis bullets por slide ▪ Não mais que uma mensagem por slide ▪ Use linguagem visual como apoio para o texto
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