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617CAPÍTULO 34 | CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS Você irá precisar de uma garrafa PET pequena, uma bexiga, um funil, bicarbonato de sódio (que pode ser adquirido no supermercado ou em uma farmácia), vinagre e uma balança. 1. Utilizando o funil, adicione uma colher de chá de bicarbonato no interior da bexiga. 2. Adicione vinagre à garrafa PET até completar, aproximadamente, 1 4 de seu volume. 3. Acople a bexiga na garrafa, conforme a ilustra- ção. Certifique-se de que a bexiga está bem fi- xada à garrafa. 4. Coloque o sistema sobre uma balança e verifi- que a massa. Após a reação terminar, verifique novamente a massa do sistema. O que você pode concluir? Atividade prática Vinagre Bicarbonato de s—dio 5. Em seguida, suspenda a bexiga (conforme a figura a seguir) para adicionar o bicarbonato ao vinagre, sem tirar o sistema da balança. Il u s tr a ç õ e s : A d ils o n S e c c o / A rq u iv o d a e d it o ra 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U10_Cap34_p595a617.indd 617 7/2/18 1:53 PM 618 C A P Í T U L O Os coeficientes e as quantidades de substância (mol) 35 UNIDADE 10 | ESTEQUIOMETRIA Nível molecular 1 molécula 1 3 moléculas →{ { 2 moléculas de N2 de H 2 de NH3 3 6,0 ? 1023 3 6,0 ? 1023 3 6,0 ? 1023 Nível macroscópico 1 (6,0 ? 1023 ) 3 (6,0 ? 1023 ) 2 (6,0 ? 1023 ) moléculas de N 2 moléculas de H 2 moléculas de NH3 1 molécula de N2 3 moléculas de H2 2 moléculas de NH3→ É importante saber a quantidade de produto que pode ser obtida a partir de determinada quantidade de reagentes. É fundamental, também, em uma indústria química, por exemplo, saber antecipadamente a quan- tidade de reagentes que deve ser utilizada para obter determinada quantidade de produto. O objetivo econô- mico de toda indústria que envolve processos químicos é produzir substâncias em quantidade suficiente, usan- do a menor quantidade possível de reagentes e com o menor custo, obtendo, assim, a melhor relação custo/ benefício. Essas quantidades podem ser determinadas em número de moléculas, ou seja, em nível microscópico. Por exemplo, a equação que representa a formação da amônia: 1 N2 (g) 3 H2 (g) → 2 NH3 (g) Quando estudada em nível molecular, ela pode ser interpretada da seguinte maneira: F e rn a n d o F a v o re tt o /C ri a r Im a g e m Para que o motor de um carro funcione perfeitamente, um engenheiro teve de calcular a quantidade de ar que deve ser misturada a determinada quantidade de combustível, pois, se essa for pequena, o consumo de combustível será alto, além de produzir grande quantidade de fumaça e poluentes. Para que isso não ocorra, o motor do carro deve ser periodicamente regulado. No entanto, não trabalhamos em nível molecular, mas sim com uma grande quantidade de partículas, isto é, em nível macroscópico. Então, é necessário multiplicar o número de moléculas de cada participante pelo número de Avo- gadro (6,0 ? 1023), obtendo: B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U10_Cap35_p618a632.indd 618 7/2/18 1:52 PM 619CAPÍTULO 35 | OS COEFICIENTES E AS QUANTIDADES DE SUBSTÂNCIA (MOL) Como o número de Avogadro (6,0 ? 1023) de qualquer entidade química corres- ponde a 1 mol, essa equação pode ser interpretada da seguinte maneira: 1 mol de N 2 3 mol de H 2 → 2 mol de NH 3 Essa conclusão, de grande importância, mostra que os coeficientes de cada substância, em uma equação balanceada, correspondem ao número de mol de cada um dos participantes. A quantidade de substância em mol pode ser relacionada com outras gran- dezas, tais como: massa em gramas, volume de gases ou, ainda, número de moléculas. Conhecendo as massas atômicas do nitrogênio (N 5 14) e do hidrogênio (H 5 1), pode-se interpretar a equação de formação da amônia de várias maneiras: Interpretação 1 N 2 (g) 3 H 2 (g) → 2 NH 3 (g) em número de moléculas 1 molécula 1 ? (6,0 ? 1023) moléculas 3 moléculas 3 ? (6,0 ? 1023) moléculas 2 moléculas 2 ? (6,0 ? 1023) moléculas em número de mol 1 mol 3 mol 2 mol em massa 28 g 6 g 34 g em volume (CNTP) 22,4 L 67,2 L 44,8 L O que foi demonstrado para a reação de formação da amônia é válido para qualquer reação química e permite prever as quantidades de reagentes e produ- tos envolvidos em uma reação. Veja como são feitas as adequações: • Calcular o número de mol de amônia produzido na reação de 5 mol de gás nitrogênio com quantidade suficiente de gás hidrogênio. N 2 (g) 3 H 2 (g) → 2 NH 3 (g) A equação, que nos foi fornecida devidamente balanceada, indica a propor- ção em mol dos participantes. Assim: N 2 3 H2 → 2 NH3 interpretação: 1 mol 2 mol então: 5 mol x x 5 5 mol ? 2 mol 1 mol x 5 1 10 mol de NH 3 (g) (g) (g) 6,0 ? 1023 moléculas/mol massa molar (g/mol) 22,4 L/mol CNTP (gás) em número de moléculas em volume em massa equivale 1 mol 1CONECTEQuim_MERC18Sa_U10_Cap35_p618a632.indd 619 7/2/18 1:52 PM