Aula 6 Estequiometria Química Básica

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Professor: Carlos Cesar Jorden Almança
QUÍMICA BÁSICA
 
UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA E FÍSICA
1
 
Aula 6
ESTEQUIOMETRIA
 
Lavoisier: a massa é conservada em uma reação química.
Equações químicas: descrições de reações químicas.
Duas partes de uma equação: reagentes e produtos:
	2H2 + O2  2H2O
Equações químicas
 
2Na + 2H2O  2NaOH + H2
2K + 2H2O  2KOH + H2
Coeficientes estequiométricos: são os números na frente das fórmulas químicas; fornecem a proporção de reagentes e produtos.
Equações químicas
 
Equações químicas
Lei da conservação da massa: a matéria não pode ser perdida em nenhuma reação química. 
 
Equações químicas
Faça os balanceamentos:
Fe(s) + O2(g) → Fe2O3(s)
C2H4(s) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g)
Al(s) + HCl(aq) → AlCl3(aq) + H2(g) 
O2(g) + NO(g) → NO2(g)
 
Alguns padrões simples de 
reatividade química
Reações de adição e decomposição
As reações de adição têm menos produtos do que reagentes:
2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)
As reações de decomposição têm menos reagentes do que produtos:
2NaN3(s) → 2Na(s) + 3N2(g) 
 
Alguns padrões simples de reatividade química
 
Combustão ao ar
A combustão é a queima de uma substância em oxigênio do ar:
C3H8(g) + 5O2(g)  3CO2(g) + 4H2O(g)
Alguns padrões simples de reatividade química
Exercício:
Escreva a reação balanceada para a reação de combustão do metanol (CH3OH) em ar.
 
Massa Molecular
Massa molecular
A massa molecular (MM): é a soma de MA para os átomos da fórmula.
MM (H2SO4) = 2(MA do H) + (MA do S) + 4(MA do O)
 = 2(1,0 u) + (32,1 u) + 4(16,0 u)
 = 98,1 u
A massa molecular (MM) é a massa da fórmula molecular.
MM de C6H12O6=6(12,0u)+ 12(1,0 u) + 6(16,0 u) = 180,0 u
Composição percentual de um composto: Contribuição em massa de cada elemento na substância.
 
Massa Molecular
				EXERCÍCIOS:
1- Calcule a massa molecular e a composição percentual de:
sacarose, C12H22O11
Nitrato de cálcio, Ca(NO3)2
2- O ácido ascórbico (vitamina C) contém 40,92% de C, 4,58% de H e 54,50% de O em massa. Qual é a fórmula mínima do ácido ascórbico?
 
			
	 Mol: medida conveniente de quantidades químicas.
1 mol de algo = 6,0221421  1023 daquele algo.
Experimentalmente, 1 mol de 12C tem uma massa de 12 g. 
Massa molar: é a massa em gramas de 1 mol de substância (unidades g/mol, g.mol-1).
O Mol
 
O Mol
Calcule: 
1- Coloque as amostras em ordem crescente de nº de átomos de carbono: 12g de 12C; 1 mol de C2H2 e 9x1023 moléculas de CO2
2- Calcule o número de átomos de hidrogênio em 0,350 mol de C6H12O6
 
Esta fotografia mostra um mol de sólido (NaCl), um mol de líquido (H2O) e um mol de gás (O2).
 
O Mol
Conversões entre massas, mols 
e número de partículas
Massa molecular: é a soma das massas molares dos átomos da molécula:
massa molecular do N2 = 2  (a massa molar de N).
As massas molares para os elementos são encontradas na tabela periódica.
 
O Mol
EXERCÍCIOS:
1- Calcule a quantidade de matéria de glicose (C6H12O6) em 5,380g de glicose.
2- Calcule a massa em gramas de 0,433 mol de nitrato de cálcio.
3- Quantas moléculas de glicose existem em 5,23 g de C6H12O6?
 
A equação balanceada fornece o número de moléculas que reagem para formar produtos.
Interpretação: a proporção da quantidade de matéria de reagente necessária para se chegar à proporção da quantidade de matéria do produto.
Essas proporções são denominadas proporções estequiométricas. 
As proporções estequiométricas são proporções ideais
Informações quantitativas a partir de equações balanceadas
 
 
EXERCÍCIOS:
1- Quantos gramas de água são produzidos na oxidação de 1,00 g de glicose, C6H12O6?
 C6H12O6(s) + O2(g) → CO2(g) + H2O(l)
2- O hidróxido de lítio sólido é utilizado em veiculos espaciais para remover o dióxido de carbono exalado. O hidróxido de lítio reage com o dióxido de carbono gasoso para formar carbonato de lítio sólido e água líquida. Quantos gramas de dióxido de carbono podem ser absorvidos por 1,00g de hidróxido de lítio?
Informações quantitativas a partir de equações balanceadas
 
Se os reagentes não estão presentes em quantidades estequiométricas, ao final da reação alguns reagentes ainda estarão presentes (em excesso).
Reagente limitante: um reagente que é totalmente consumido.
Reagentes limitantes
 
Reagentes Limitantes
EXERCÍCIOS:
1- O mais importante processo comercial para converter gás nitrogênio, presente no ar, em compostos contendo nitrogênio é baseado na reação de N2 e H2 para formar amônia (NH3).
Qual a quantidade de matéria de amônia pode ser formada a partir de 3,0 mol de gás nitrogênio e 6,0 mol de gás hidrogênio?
2- Considere a seguinte reação:
Na3PO4(aq) + Ba(NO3)2(aq) → Ba3(PO4)2(s) + NaNO3(aq)
Suponha que uma solução contendo 3,50g de Na3PO4 é misturada com uma solução contendo 6,40 g de Ba(NO3)2. Quantos gramas de Ba3(PO4)2 podem ser formados?
 
Reagentes Limitantes
Pureza
 Dizemos que uma determinada amostra contém impurezas quando nela há outras substâncias que não estão participando da reação de interesse.
EXERCÍCIOS:
1- Determine a massa de ferro que pode ser obtida a partir de 1000 t de minério hematita contendo 80 % de Fe2O3:
Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(s) + 3 CO2(g)
2- Calcário é carbonato de cálcio impuro. Ele é empregado para a obtenção de cal viva, importante produto industrial. Uma amostra de 25 g de calcário foi submetida a produção de 5,0L de gás carbônico à 30ºC e 1atm. (O volume molar de gás nessas condições é de 25 L). 
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
a) Qual a massa de CaCO3 presente na amostra de calário?
b) Determine o grau de pureza da amostra.
Rendimentos teóricos
A quantidade de produto prevista a partir da estequiometria considerando os reagentes limitantes é chamada de rendimento teórico.
O rendimento percentual relaciona o rendimento real (a quantidade de material recuperada no laboratório) ao rendimento teórico:
Reagentes Limitantes
EXERCÍCIOS:
1- O ácido adípico, H2C6H8O4, é usado para produzir náilon. Ele é preparado comercialmente por uma reação controlada entre o cicloexano (C6H12) e oxigênio molecular.
C6H12(l) + O2(g) → H2C6H8O4(l) + H2O(g)
Considerando que essa reação foi realizada começando com 25,0 g de cicloexano e que este é o reagente limitante, qual é o rendimento teórico do ácido adípico?
Se você obtém 35,5 g de ácido adípico a partir dessa reação, qual é o rendimento percentual obtido?
Reagentes Limitantes
“A sabedoria é suprema; portanto, adquire a sabedoria. Sim, com tudo o que possuis adquire o entendimento. Estima-a e ela te exaltará; abraça-a, e ela te honrará.” ( Prov. 4: 7,8 ).
OBRIGADO! 
 
carlosjorden@yahoo.com.br
26