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ESTEQUIOMETRIA Química I Profa. Giovanna Ciutti (@estudecomgiutti) 1 Conceitos iniciais Estequiometria: cálculos proporcionais baseados em reações químicas balanceadas. Coeficientes estequiométricos: expressam a reação molar entre os participantes da reação química, tornando possíveis os cálculos proporcionais entre as quantidades de reagentes e/ou produtos (Lei de Lavoisier). Exemplo: 1 lata de leite condensado + 3 colheres de chocolate em pó → 1 receita de brigadeiro (1 : 3 : 1) 2 Balanceamento de equações químicas O balanceamento de equações químicas é o recurso utilizado para igualar a quantidade dos átomos dos elementos nos reagentes e nos produtos, fazendo com que prevaleça a proporção constante entre as substâncias. 1 lata de leite condensado + 3 colheres de chocolate em pó → 1 receita de brigadeiro (1 : 3 : 1) 2 latas de leite condensado + 6 colheres de chocolate em pó → 2 receitas de brigadeiro (2 : 6: 2) 2 latas de leite condensado + 4 colheres de chocolate em pó → 1 receita de brigadeiro (1 : 3 : 1) 1 latas de leite condensado + 6 colheres de chocolate em pó → 1 receita de brigadeiro (1 : 3 : 1) Balanceamento de equações químicas Esquema estequiométrico 5 Cálculos mol-mol Calcular o número de mols de um produto a partir de um determinado número de mols de reagente: relação molar constante (equação química balanceada). Cálculos mol-mol 1.) A combustão completa do metanol pode ser representada pela equação não balanceada: CH3OH(l) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l) Quando se utilizam 5,0 mols de metanol nessa reação, quantos mols de CO2 são produzidos? Cálculos mol-mol 2.) A combustão completa do etanol (C2H6O) nos motores de veículos produz gás carbônico e água. Quantos mols de gás oxigênio são necessários para queimar 4 mols de etanol? Cálculos mol-mol 3.) O composto B5H9 poderia ser um excelente combustível para foguetes em virtude da grande quantidade de energia liberada na sua combustão. __ B5H9 + __ O2 → __ B2H3 + __ H2O Quantos mols de água são produzidos na combustão total de um mol de B5H9? Cálculos com massas Não é possível se obter a massa dos produtos apenas por meio da massa dos reagentes no cálculo estequiométrico, sendo assim, utilizamos algumas conversões para que tal cálculo seja possível: Cálculos com massas 4.) Uma das maneiras de impedir que o SO2, um dos responsáveis pela chuva ácida, seja liberado para a atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio, em presença de ar, como equacionado a seguir: MgO(s) + SO2(g) + ½ O2(g) → MgSO4(g) Quantos mols de óxido de magnésio são consumidos no tratamento de 96 g de SO2? Dados: massas molares (g/mol) SO2 = 64, MgO = 40. Cálculos com massas 5.) Na industrialização do alumínio, o minério bauxita é tratado para a obtenção da alumina (Al2O3). Essa alumina sofre decomposição eletrolítica, segundo a equação: 2Al2O3 → 4Al + 3O2 que permite a obtenção do alumínio. Considerando-se uma transformação sem perdas, calcule a massa de alumínio obtida a partir de 306 g de Al2O3. Dados: massas atômicas O = 16 u, Al = 27 u Cálculos com massas 6.) O antiácido estomacal, preparado à base de bicarbonato de sódio (NaHCO3) reduz a acidez estomacal provocada pelo excesso de ácido clorídrico, segundo a equação: HCl(aq) + NaHCO3(aq) → NaCl(aq) + H2O(l) + CO2(g) Quantos gramas de HCl serão neutralizados com a ingestão de um comprimido contendo 4,2g de NaHCO3? Dados: massas molares (g/mol) NaHCO3 = 84, HCl = 36,5. Cálculos com volume de gases Quando existe um volume de um reagente ou produto gasoso envolvido nos cálculos, é necessário realizar a conversão volume ↔ mol: Uso do volume molar do gás nas condições de temperatura e pressão dadas, que é fornecido pelo enunciado do exercício; Uso da equação de estado de um gás ideal: PV = nRT Volume molar: volume de 1 mol de gás em determinadas condições de pressão e temperatura. - CNTP (1 atm, 0°C): Vmolar = 22,4 L/mol; - CATP (1 atm, 25°C): Vmolar = 24,5 L/mol. Cálculos com volume de gases 7.) Determine o volume, a 25ºC e 1 atm, de CO2 produzido na combustão completa de 2 mols de metano (CH4). Dado: volume molar dos gases a 25ºC e 1 atm = 24,5 L/mol. Cálculos com volume de gases 8.) Combustível e importante reagente na obtenção de amônia e compostos orgânicos saturados, o hidrogênio pode ser obtido pela reação: NaH(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + H2(g) Quantos litros do gás, nas condições do ambiente, podem ser obtidos pela hidrólise de 60,0g de hidreto de sódio? Dados: volume molar nas condições do ambiente = 24,5 L/mol; massa molar do NaH = 24g/mol. Orientação de estudos - Leitura do capítulo “Estequiometria básica”: apostila 3 – páginas 27 a 29. Cálculo mol-mol e cálculo com massas: Apostila 3 – página 37: exercícios escritos 52 a 56. Apostila 3 – página 47: exercícios testes 61 a 69. Cálculo com volume de gases: Apostila 3 – página 38: exercícios escritos 57 a 61. Apostila 3 – página 48: exercícios testes 70 a 72. - “Lista 13: Estequiometria”. OBRIGADA A TODOS! BONS ESTUDOS.
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