CAP.14-CALCULO+ESTEQUIOMETRICO

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CALCULO ESTEQUTOMETRTCO
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ndúsra q! nr .a em FLn..r_. Cires.h rê . ! ; teÍ i i
Tópl(oÍ do (âpítulo
I lntÍodução
2 Casos gerais de cálculo
eíequiométrico
3 Casos pârticulaÍes de cálcu o
Leiturd Produçãa do feffa e do oço
O podeiro estìma o quantidode de foinho para fozer certo número de pães. A montqdorc
de automóveis cqlculq a número cle peças que iró precisor no nês. As equipes de Fórmulq 1
colculam a quantidade de combustivel pqra 05 carros completorem um certo número de
voltqs no çirçuita. Num exome de songue, o lqborqtório calcula os índices pedidos pelo
médico. O bqnco calcula os jurcs o serem cobrorlos por um empréstimo. E assim por diante.
Lembre-se também que muítas prafissões 5ão bqseqdas em cálculas: economistas,
administratlores, contaclores, engenheios, ogrimensores, projetistos etc.
Na Química, não padia ser diferente. Um dos interesses principais é o colculo dos
quontidades de reagentes e/ou produtos de uma reação, isto é, a cólculo estequionétrico.
ffi rr":rncnut:Âo
Tanto no laboratório como na ìndústria química, é muito importante calcular as quantidades das
substâncias que são utilizadas ou produzidas nas reações químicas. Aliás, esse cálculo é importante
também em nosso cotidiano- Ao preparar um bolo, por exemplo, devemos misturar os ìngredientes
(farinha, ovos, açúcar etc.) numa píoporção adequada- Caso contrário, ao levar o bolo ao forno, a
reação química que aí se processa não atingiÍá o resultado desejado.
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€
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De um modo geral, esses cálculos são simples. Por exemplo, se f izefmos a seguìnte pergunta: , ,Se,
para preparar um bolo, precisamos de 3 ovos. então quantos ovos serão necessárìos para preparar dois
bolos? Qualquer pessoa responderá "de cabeça" 6 ovos. Esse é um cálculo típico entre duas grandezas
(bolos e ovos) diretamente proporcionais. Essa é também a idéìa Íundamental do cálculo
estequiométrico.
Do ponto de vista matemátìco, o cálculo estequiométrico exige apenas as quatro operações funda-
mentais: soma, subtração, mult iplìcação e divisão.
Daía definição
Cáfcufo estequiométrico ou estequiometria (do grcgo: stoikheíon, elemento; metro4
medição) é o cálculo das qLrantidades de reagentes e/ou produtos das reações quimicas
feito com base nas leis das reações e executado, em geral, com o auxílio das equaçòes
químicas correspondentes.
O cofslmo dê cÒmblstivc depende dolemanho. dà pÕtê..i. e
da vcocidade do veí.! ô
Quãndô rm boo é pÍeparado os ngrêdentes são m sllfados
em quãnldades Ìnú 1ô bedì d. ]n dãs
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3
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Capítulo l4 CÁLcuLo EsÌEelroNÌÉÌRco 337
O cálculo estequìométrico é uma decorrência das leis das reações químicas e da teoria atômico-
molecular. Nesse cálculo, são utilizadas, normalmente, as informações quantitativas existentes na pró-
pria equação que representa a reação química. Por exemplo:
. ou que 28 g de N, + 3'*S de H,
. ou aìnda que 1 l i tro de N, + 3 l i tros de Hz
. a equaçao N, (s) z NH,.(gj
. nos indica que ' l molécula de N,' + 3 moléculas de H, 
- 
2 moléculas de NH3
. e também que 1 molde N, + 3 mols de H, 2 mols de NHr
2.17 g de NHr
2 l i tros de NHI
(Esta últ ima l inha só vale para gases a P e fconstantes.)
De acordo com as lek das reações, as proporções acima são constantes, permitindo a montagem
de uma regra de três para calcular as quantidades envolvidas na reação. Por exemplo:
.aequação i N. + 3 H, 
- ? NH,
.indicaque 
. i i mol N, reage com i4, mol H, produzindo 12 mol NH3
Sendo assim, o cálculo das quantidades que reagem e são produzidas é facíl imo, quando feìto em
mols. Por exemplo, sefosse perguntado quantos mols de NHr são produzidos a part ir de 10 mols de Nr,
bastarìa "olhar" para as relações acima e responder "de cabeça" que são produzidos 20 mols de NHr.
Esse cálculo é traduzido matematicamente pela seguinte regra de três:
' lN,+ 3Hu 
- 
2 NHr
f
i . : : l : : ì ; : , ' . " , ,0"*n, Ì i . x : 2 10 + .{ : 20 mol de NHr
!
1
Veja que, no cálculo acima, usamos uma regra matemática: "Entre grandezas diretamente propor-
cionais, a mult iplìcação 'em cruz'dará produtos iguais".
Ceneralizando, o cálculo estequiométrico (ou seja, a regra de três) poderá ser feito em outras
unidades - gramas, quilogramas, toneladas, número de moléculas etc. Bastará "traduzir" a quantidade
de mols que aparece na equação química para a unidade que for maìs conveniente à resolução do
problema. Por exemplo, se Íosse perguntado qual é a massa de NHr, em gramas, produzìda a partìr de
10 g de Nr, ter íamos, após calcular as massas molares, N2:2'14:28 g e NHr :14 + 3.1 :17 g:
N.a
28gdeN,
10gdeN,
2 )",
2. l7odeNH. I
' | 28'x t0.2.17 
-xj
, : 12,14 g de NH3
Para resolver problemas envolvendo cáìculo estequìométrico mais rapidamente, vamos mencionar
alqumas reqras:
Regra5 fundamentais
1') Escrever a equação química mencionada no problema.
2i) Balancear ou acertar os coeficientes dessa equação (lembre-se de que os coeficientes
indicam a proporção em mols existente entre os participantes da reação).
3a) Estabelecer uma regra de três entre o dado e a pergunta do problema, obedecendo
aos coeficientes da equação, que podeÍá sef escÍita em massa, ou em volume, ou em
mols, conforme as convenìências do problema.
I
338 Química Ceral
CASOs GERAIS DE CALCULO ESTEQUIOMÉTRICO
2.'1. Quando o dado e a pergunta são expressos em massa
Exemplo
Calcular a massa de óxido cúprico obtida a partir de 2,54 g de cobre metálico (massas atômicas:
O 
- 
1ó; Cu : 63,5).
Resoluçãoi
. equação balanceada:
. informação da equação:
E"do;;l f-2 63'5 I
--- 
fl_ 2,54 s
2 79.5 o 
- -Ì < l Lqìì maj5a l
) \4,) .70<
2. 63,5
\ : 3,18 9 de CUO
Átenção: Use as masas atômicas que íorem necestó a5.
1 (UFSM-RS) O ácido foíó co, usadò èm reÍigerantes do tipo "cola" e possíve! causador da osieoporose, pode ser
Íornddo d pdrr r dd equaçào aao bdldr, edod:
Car(PO4), + H:5O1 
- 
HrPOl + CaSO4
Pa{Ìndo-se de 62 g de CaíPO), e usandô-se qlanridadesuÍiciente de H,sO, qua, em gramãs, a ma$a aproximáda
dê H rO" obrda'
2Cu
2 mols de Cu
.) 39
d) 45
+ O. .* 2CuO
pÌooozÊm 
-
e) 51
;j
€
€
ã
a
Ne5te exemplo, a regra de três obtida da equação foi montada em massa (gramas), pois tanto o
dado como a pergunta do problema estão expressos em massa.
a) l t
b) 25
a) 17
b) 34
2 HrPO4
2.98o1
IniciaLmente devemos acertaros coeficientes da equação:
car(Por, + 3H,so4 
-
310 g
629
x=39,2gde,H,PO4
Altêrnativa (
(UFV-MC) o alumínio (at) rease com o oxisênio (o, de acordÕ com a equação q!ímÌca batanceada a segurr:
4 ai. G) 3o:(s) 
- 
2 Ar:or G)
A masa, em gramas, de óxido de alumínio(4120) produzÌda pela reação de 9,0 g deatumÍniocom exce$Õ de oxigênio é:
c) 8,s
d) 9,0
Capítulo 14 ! CÁLcuLo EsÌEeuoMÉÌRlco 339
e) 27
(UÍac) Utiizndo r48 g de hidóxido de cálciô Ca(OH),, a
mo \dobrdd de Cd.í . . .êqundÕ 
" 
equd\áo bdld 
'eddd,; .
2 Hcr(aq) + Ca(Oh), +
Dados: Ca 40 g/moi
O 16 g/mo,
|r1 g c) 222 g
75,59 ü7ag
cacr: (aq) 
- 
2H:o
Cl- 35,5 g/mol;
H 
- 
1glmÕ|.
e) 22,4 g
e) 7,2I
a) 2.209 g
b) 2.800 q
a) 336,0
b) 70,0
.) 33,6
d) 5.ó00 g
e) I ] 200 g
d) 21 ,O
e) 11,1
(vunesp) o carbonato d€ cá cio (cacoJ, pfÌncipa cons
tituinte do ca cádo, é um sal usado na agricultura paÉ
coí igí a acidez do solo. Esse sa, ao ser aqlecido
v qorosdrenrF \oÍ .p dp on po5r\do tèrì .d. prod- 1r-
do o ' ido de 
' 
j i ' ro k .o) ê 9r, 
'crbon. o í ( O r , ^n-
sideDndo a ma$a molar do CaCOr = 100 g/mol, do
cao :5ó g/molê do COz 
- 
44 g/mo, e qle 10 kg de
' 
drbonaro dê. d io pLÍo .oÍrerdm de,orpo!, do r ; r r ts
câ, a quaniidade de óxido de.á cio produzido será de:(UFF-Rj) Acompanhando a evÕlução dos transpoftes aé
reos, as modernas caixas pEtas regÌstÍam centenas de
parâmetrosa cada segundo, coníitu ndo Íecursofunda
mental na detemi.ação das causas de acidentes aerc-
nálticot. E ses equipamentos devem s!portar açÕes
destrLrtivas e o titânio, metal duro e resistente, pÕde sêr
usadô para revesti-lôs externamente.
O tltânio é um êlemeniô possívelde serobtldo â partirdÕ
tetrac oreto detitánio pôr meioda reação não-balanceada:
Tict! (9) + M9 (s) + Mscr: (r) + TiG)
conridere que essa reaçAo foi iniclada com 9,5 q de llc{a (g).
ìupondo+ò que rdl red(do 5e,c oLr. d ad.v d4 . ü-rô
Õbtida serã, aprôxÌmadamentê:
c) 4.400 q
(Ceeteps 5P) Um dos mecanismos de destruição da cama-
da de ozônio na atmosíera é representadÕ pela equação:
No(g) ; or(9) t No,(g) + o,(9)
(masas molares: N : 14 g mol r ; O : 16 g.mol 
' . )
Conslderando que um avião 5upe6ônico de tÍan5poÌ1e
de pasageircs emita 3 toneladas de No (g) poÌ hora de
vôo, a quantidade de o2ônio, em to.eladas, côns!mida
em um vôo de 7 horas de duração él
a) 1,2 g
b) 2,4 g
c) 1,69
d) a,8 g
7 (UFF Rj) O fóíoro eementaÍ é industrialÍÍente obtido
pelÕ aquecimento de rochas foíátÌ.as com coque, fa
prcsença de si ica.
Considere a reação
2 car(Èó,), + 6 sio) 10 c 
-
Pl+6CasÌOr+l0CO
e determlne quantÕs gramas dê fóíorÕ elementaf são
produzidos a paÍtir de 31,0 g de foíato de cálcio.
a) 3,10 s
b) 6,20 I
(Vunesp) Um ct!'mico quer extraiÍ todo o ouro contìdo
em 68,50 g de c oreto de ouro ( l l l ) d i h idÍatado,
AuCt, 2 H2O, através da eetÍólisede soluçao aquosa do
'dl . h drquê d nd<â dê ou,o en g,amà.. ob. ida, dpó,
íedução de todo o meia (Dador: Au = 200 g/mol;
Auctr '2H,O = 342,5 g/mol.)
a) 34,25 b) 40,00 c) 44,70 d) 68,s0 e) 100,0
obJ?rtoçõoj Basta consÌderar que câda molécuk
Auctr '2 HrO encera um átomo Au.
(UFSCaÈSP) O a unìÍnio nìetá ico é obtido pela redução
eetrolítÌca da bauxlta, na píesença da cÍiolÌta que age
como fundente, abaixando o ponto deÍutão da bauxita
de 2.ó00'C para ceÍca de 1.000'C.
.) 12,40 s e) ó2,00 g
d) 32,00 g
d) 3,65 r0 :
e) 7,30 r0 ' :
lo
!
Ë
o
a
' ì ì
(UnB-DF) A Íespinção aeróbia, prccêso cômplexô quê
ocore nas células das plantas e do5 animais, podç
sÌmplificadamente, ser representada pela seguinte equa
CóH,rO' + O2 
-
Contderando as matsas atômicas M,(c) = l2 ú, M"(H)
= I u e M"(O) = ló u, cacu e, em granìas, a quantidade
de gás.arbônicÕ produzida na reâção completa de 3ó g
deglicose. DespÍeze a pate fracionáÍa de seu resultadÕ,
(PUC-MC) Fosqênio, COC{,, é um gás venenoso. Quan
do inalado, Ìeage.om a ág!a nos pulmõespara produzif
ácido cloÍídÍico (Hcr), que causa graves danos puìmo-
.d e\ . èvd do ndlm-nle, à mo' le: po .aud di)so ;
b 
"r ; . -dÕ . oao Sj . dp 9uê' , . A .qu"!áo q, imi , d
coct: + Hro .+ co: + 2Hct
5e uma pesoa inalaÌ 198 m9 de foíogenio, a nìatsa de
; ' rdo, lo1d1. o. ê n gir" . . q, e .ê bmo 1o p . rde\ .
a) r ,09. r0 r
b) t ,4ó. I0
.) 2,92 .1n )
340
Considerando que a bauxita é compoía por óxido de
dl .n i rÕ. Al-O , d rd*a êa .onp doê, de a 
--i. o rê-
àlko d p"í 'dê \ 1.0 lôrêldÕd, de bc-, rd ê dp:
a) 23,s b) 25,5 c) 27,0 d) 32,o e) 39,3
i2 (UCB-DF) Atrivés do aquecimento em co enie de oxi
gênio/ um meta Me é tra níôrmado nô seu óxido coÍes
pÕndente de acordo com a equação:
M€ + 
-O, - 
t t4eo
Sabendo q!e, quandô 4 g desse metalreagem com ox
gênio, obtèm se 5,6 g do óxido, detefmine a ma$a atô'
mi.a desse metal. (Dado: O : ló.)
EXERCiCIOS COMPLEMENTARES
Química Ceral
2.2. Quando o dado é expresso em massa e a pergunta em volume (ou vice-versa)
Exemplo
Calcular o volume de gás carbônico obtido, nas condições normais de pressão e temperatura, por
calcinação de 200 g de carbonato de cálcio (massas atômicas: C : 12; O : 16; Ca : 40).
Resolução:
. equa( do bdldnr eadd: CdCo t . CaO t Co
. inloÍrìaçdo dd eqJa(ao: I molde caco PÍodLu . I mol de co
r r l r - t00o 22,4 L (CNPT)
, , 200. 22,4
' 100 Yo - 44,8 L de COz (CNPT)
r
PV
T
a
j
I
$
Agora a regra de três é, "de um lado", em massa (porque o dado foifornecido em massa) e, "do
outro lado", em volume (porque a pergunta foifeita em volume).
Umavaíação interessa nte desse probìema seria o caso deo enunciado pedir o volume f inal do CO,
não nas condições normais de pressão e temperatura, mas sim em outras condições. Digamos, a
700 mmHg e 27'ç. Um dos caminhos possíveis seria efetuaÍ a resolução, chegar aos 44,8 L de CO,
(CNPT) e, em segLrida, aplicar a equação geral dos gases:
4V 700. V 760. 44.a
rÒ J00 | _41
Outro caminho possível seria efetuar a regra de três anterior da seguinte maneira:
CaCOr
100 g
2OO g
il;Ì
n)
t CaO + CO,
Y: 53,4 L de CO,
n:2 mol deCOz
E, em seguida, aplicar a equação de ClapeyÍon:
PV nRt 
- 
700.V 2 .62,3. 300 J V : 53,4 L de Co,
Evidentemente, é bom recordaÍ que o uso do volume molar (22,4 L) e das relações lL e PV : nRT
somente pode ser feito para substâncias gasosas. T
13 (cesgíanrÌo-Rl) o cor produzido pela deconr posição téÍmica de 320 I de ca rbonato de cálcÌo teve seu volu me medÌdo
d27"( êO,aàtm. ÍDddo\:( . -40;C l2 jO- ô;
a) 22,4 b) 44,8 .) 67,2
CaCO. -._ CaO + CO:
100 q 22,4 L (CN) |
u" i % 
: 7r 
'ó8 L Êe co, (cNPn
Atencãor Use as ma$as atômicas ouefoÍem nece$anas.
320 9
!{L 
- 
lL 
-
ToT
n 
- 
o,oa,, 3L' r ì o u,tor em I r ,05. e.cor l ,ddo ror:
mol.K/
d) 71.,6 e) 98,4
1 .71.64 O.A.V Y= 98,4 L de CO?
Capítulo 14 . CÁLcuLo EsrÊeuroMÉrRrco 341
a) 900 mL
h) 774 mL
a) 10 L
b)151
a) 1.800 L
b) 1.344 L
a) 7,94 g
b) r , r q
CaCOr
l00 g
32O g
+cao+ co.
rmo I
I r = 3,2 motdê CO,nl
Pv: nRT 
- 
O,A.v = 3,2.0,082.300 ì y: 98,4 L de COr
A pequena dÌfeÍença entre as duas rcspostas deve se ao valofaproximado dã coníante R
l4 (Mackenziê-sP) !
a) ó0,0 r
b) 1.620,0 L
cHl(g) + 2o,(g) .+ co,(s) + 2Hro(s)
medido a 27 "C e 1 atm, produzidÕ na combustão de 9ó0,0 g de métano, é:
e) 960,0 L
c) ó45 mL
dra23 r!
e) 224 mL
.) 1.344,0 L
,?ì 1.476,0 L
.) 25L
d)s0L
c) ] 120 L
d) 980 L
c) 37,8I
d) 44,4 g
c) 19q
d) 130 g
e) r00 L
e) 672L
e) 87,7 I
. masa môlar dÕ cH4 
- 
16 g/mol
. constante unÌversa dos oases: R = 0,082 ql!1
" mol K
r5 (Ceeteps-SP)Antiác do eíomacal, p€paÍado à base de b cãfbonato de sódio (NaHCO,), reduz a acidez esromacal provocada
pêlo ê\ , e. ,o de dc do, lo d i . o.Fgundo d rFdldo:
HCr (aq) + Nallcoi (aq) --- Nacr(aq) + H,o ({) F cor (9)
(massa mo ar NaHCO, : 8{ ghol; rclume molar : 22,a L/mol a o_'qe I atm).
Para cada 1,87 g de bcarbonato de sódio, ovolume de gás carbônico l ibemdo a 0 'C e 1 atm é de aprÕrimadamentel
j
3
õ
ró (Unifor CE) A decom posiçãô totalde 100 g de carbonato de cálcio (CaCO,) em óxido decãlcio e dióxido de caÍbono, que
volume pÍoduzÌá deÍe úl t imôquandô medidoa I a im e 25 !c? (DadÕs: volume mo ar de gás a ' l atnì e 25.C:25 L/mol,
nìa$as molares, em g/mol: Cacor 100, Co, = 44.)
r7 (Cesqranrio-Rj) Numa estação espacial/ emprcga-se óxido de lítÌo para remover o COz no proce$o de renovação do ar de
ÍesplÍação, segundo a êq!ação:
Lizo+co2-Li 'col
(Dados:C: 12; O: ló; L j = 7.)
sabendo-se que são utiizadas unidades de absoção contendo 1,8 kg de LirO, o volume máxÌmo de cO,, medidÕ nas
CNPI que cada uma delas pode absoryer, é:
la (UFPI) PÌlotos evam tabletes de LÌH para, no caso de acidente no mar/ enchef barcos o! colerês salva-vidas cÕm gás
hidrogèn o obldo dâ rFd' ;o d-. \e oapo..o 'om;qrd:
LiH+H2O 
-L|OH+Hr
Consdera.do R:0,082 dtT i ! , Indrque qlantôs gramas de LiHsão necessáÌ ias para int tar um barco sa va-victas, demol K
volumê igual a 8,20 L, prcssão de 3,00 atm e temperatuÍa de 27,0 "C.
l9 (UF5M RS) O oi.bog é Ìnfado quando o niÍogênio (N,) é prcduzido através do azoteto de sódiô, em condições especiais.
Uma das reações envolvidas nese pfo(eso é
2NaNr(s) 
- 
2NaG) + 3Nr(g)
ConsÌdefando CNPT e ô vo Lme molar 22,7 L, a massa de azoteto de sódlo necessáÍa pam tnflar um otrbog de t0 L com
n tÍogênio, confome a equação dada, é, aproximadamente:
a) 0,r9 g
b) 1,9 g
342
e) ó8q
Química Ceral
20 (UFSM RS) Os CFC5, qases corôÍ lorcarbonetor/ píopelentes de rproyr, ao ar ngÌÍ€m 40 km de attirude, são decompostos
pela radiação ulÍavioleta. Em conseqüência, átomos de cloro são libehdos, deíruindo a câmada de ozônio, conÍorme a
cr+orG)-croG)+or(s) .
Atendendo a essa equaçAo balanceada e considerândo volume molar 22,2 L e cNPI pode{e
ne$e prccessô, Ìornecela:
afirmar que 0,71 q de Ci.,
a) 0,454 L de O, c) 45,4 L d€ O, d) 22,7 tdeO,
21(UFF-RI) O hidróxido de Ìítio, LÌOH, porseu balxo peso moecu ar, tem sÌdo uu izado para a renovaçãÕ dôar no Ìntertordas
êspaçonavet/ onde absove o co, exalado pelos astronautas, sêg!ndo a reação incompleta:
LioHG) + co,(g) 
- 
X(s) 
- 
Hzo(r) I
Determine o vo ! me máximo de CO, à pÍe$ão de 781 mmHg que pode sef absotuido por 348 ríì9 de L|OH à temperatu ra
de 21 "C.
(Fatec SP) A destrulção em masa por armãs químÌcas constitúi-re num dôs maiores temores da soctedade civilizada atla .
Entre os mais temldosagentes q!ímicos deíacam{e oVX, de prÕpriedades semelhantes às do Sarin, porém maisróxico, e
o gás monarda/ tanìbém letal. Adenominação do "gás mostarda" JoÌdada devido à corseme hante do conormenio e a se!
efeitÕ picante sobre a pele. A atuaçâo de$e gás se deve, entre outras coisas, à sua reação com a água, pÍoduzindo HCt, o
€spofsávelpela úritação da pee, dos olhos e do sistema respiratórlo. Asr m, com bâse na equação:
ct cH,cHz s-cHrcH:-c l + 2HoH 
- 
Ho-CH,CH, S CH,CH:-OH + 2HCt
, )
c)
E
I
esupondo um íendimento de 100oó no processo, o volumede gás clorídico, nas condições ambienre, ob|do a parrirde
'l toneada de gás moíaÍda é aproximadamente: (Dados: volume molar, nas condições ambiente : 24,5 L/mo, masa
môlardo gás nroÍarda : 159 g/mol.)
a) r ,s.10'L b) 3,1 . 10'L c) 6,5.10'L d) 1,2.r0 L e) 2,8.10'L
23 (UFJF-MC) Sabendo-se que, nas CNPI I mol d€ qua quer qás ocupa unì vo ume iqual a 22,4 L, deteÍÍnine a massa, em
gramas, de gás carbônico que se obténì, quando se provoca a comblstão comptera de 5,6 L do gás metano nas CNpt
a) 22,4 b) 5,6 .) 28 e) r l
(UFR Rl) Um motofa ál.oolemÌte, na queima do conìbustível, gás caftônÌco e água. Levandoie em conra que o oxiqênio
queima eíequiometÍicamente o álcoole queíorãm cons!mÌdos 30litfos de combuníve, calcuìe o que se sôlicita abaixo,
l) densidade do etanol : 0,8 kg/lÌtro
2)CrH6O + 3O: 
- 
2CO: F 3H,O
a quantidad€ de água prodlzÌda na descarga;
o volume de gás carbônÌco emitido nâs condições normaisj
o volume de oxiqênio ltilizado a 30 "C êm pressão almoíérica.
2.3. Quando o dado e a pergunta são expressos em volume
Exemplo
Um volume de 15 L de hidrogênio, medido a 15 "C e 720 mmHg, reage completamente com
cloro. Qual é o volume de gás clorídrico produzido na mesma temperatura e pressão?
Resolução:
. equaçâo balanceada:
. informação da equação:
H,(q) + ct,{q) _.
I votume oe H, - *
2 Hct(s)
2 volumes de HC{
) t 
- - Perounta !
y 
. fl em v;rume I
15,2
'ì
- - 
l l
Dado em
vorumeIL,1sL
V : 30 L de HCt (a l5 "C e 720 mmHg)
Capítulo l4 s CÁLcuLo EsÌEeuroMÉÌRco 343
O cálculo estequiométrico entre volumes de gases é um cálculo direto e imediato, desde que os
gases estejam nas mesmas <ondições de pressão e temperatura. De fato, as leis volumétricas de Cay,
Lussac (página 291) e a leì de Avogadro (página 291) permitem afirmar que a proporçâo dos volumes
gasosos que reagem e são produzidos numa reação coincide com a própria proporção dos coeÍì<ien-
tes da equação química dessa reação. No entanto,5e o dado e a pergunta do problema são volumes
gasosos em condições dìferentes de pressão e temperatura entre si, devemos usar a relaçào g no
T
início ou no fim dos cálculos, poìs a regra de três somente admite volumes nas mesmas pressào e
temperatura (quaisquer que seiam P e I)
26
Átençao:U<F as masd\alom, d\ quF o,êrne.è, ! i ia! .
Considerando a rêação
Nís) + 3 H. (S) 
- 
2 NHr (g), calcu e
quantos litros de NHr (g) são obtidos a partir de 3 litros
d€ Nr G). Considere todos os gases nas CNPT.
(UCf Rl ì Umd dds l rdn. Íormd\oF quFdLonreLFmao n
le |or do! ' (atdl6adore' dor du omovei ' modernor e d
conversão do CO ern CO,, segundo a reação
(O 
-O - 
LO Adr i r i rdo <e que um
motortenha liberado l.l20 L de CO (ÍÍedido nas CNPT),
ovo uÍne de o, (medido nas cNPT) necessário paía con-
vertertodo o CO em CO, é, em litros, Ìguala:
HC{ + NaOH NaCt + H,O
I mol de HC{ - --- ' 1 mol de Nd( {
e) 136
c) 6,0 mols e) 8,0 mols
d) I0,0 mos
d) 2 mols
a) 2.240
b) ] t20 &), s6aá) 448
27 Quantos litros de oxigênio são necesáÍios para reagiÍ
completamente com 40 L de monóxido de carbono?
Quantos litros de qás carbônico serão foÍmados nersa
reãção? (Os três gasesíolam medìdosa 22 "C e 720 mm
I
ê
2.4. Quando o dado é expresso em massa e a pergunta em mols (ou vice-versa)
Exemplo
Quantos mols de ácido clorídrico são necessários para produzìr 23,4 gramas de cloreto de sódio?
(Massas atômicas: Na : 23; Cl : 35,5)
Resoluçõo:
. equação balanceada:
. informação da equação:
r- 
- 
r 
- 
I mol
Lrq-.r' f1 * 
"
s8,5 g
23,4 9
, = 0,4 mol de HC{.
Átenção: Use as massasatômÌcas quetorem necesanas.
28 (UCE-MS) Dada a equação química não balanceada:
Na,CO, + HCt 
- 
NaCl+CO,+H,O
A masa de .arbonato d€ sódio que reage compl€tamen
te com 0,25 mol de ácido clorídrico é:
30 (PUC-Rj) Na poluição ahoíérica, um dos prifcipais lni
tantes para os ôlhos é o foÌmaldeído, CH,O, o qual é
formado pela ieaçãô do ozônÌo com o etileno:
or(s) + c,H"(9) 
- 
2cl l ,o(s) + o(s)
Num ambiente com excesso de Or (9), quantos Íììo s
de eulenô são necessários paÍa formar l0 mols de foÊ
a) 2,0 mols
a) 6.62s
I 26,50 9
.) 20,75 g.) 13,25 g
d) 10,37 g
(UEMG) O Íeío metálico, em contato côm o gás ôxÌgê-
nio, durante alguns meses, sofre oxidação chÊqando a
um tipÕ deferuqem denominado óxidoférco- Quantos
mols de feío metálico sâo oxidados por I34,4 litÍos de
9ás oxigènio, medÌdo nas CNPTT (Fe : 56; O = l6)-
r
344 QuÍmica Ceral
31 (UFN.4G) Um serhumanoadulto s€dentáÍio libea, ao respiEr, em média,0,880 molde co, por hora. A massa de CO, pode
ser calculada, medindo-se a quantidade de BaCOr G), pÍoduzida pela reação:
Ba(oH), (aq) + co, (S) 
- 
Bacor G) + Hro (t)
Suponha que a liberação de CO, (g) seja uniforme nôs períodos de sono e de vigília. A alteÍnauva que indica a masta de
caÍbonato de bário que seriafomada pelâ reação do hidróxidÕ de báÍio com o CO: (g), produzido durante 30 nrinutos, é
a) 197 9 bì l7 l g .) 112 g d) 46,7 g
znct, (aq) + H, (q).
e) 0,440 s
l2 (UFR-RI) considere a Íeação zn (s) + Hcl (aq) 
-a) Faça o ba anceamento da reieÍida reação.
b) Sabendo{e qle 73 g do ac ido (loÍid r co reagem completaÍÍente, calcule o número de mols do clorêto de zin.o fomado.
Í
33 (UFPE) O azoteto d€ sódio, NaNr, quando infamado so-
fre decomposção rápida lornecendo nitrogênio gasoso
que é utilizado pam ÌnÍlaros sacos de aÍ (o/óo95) de au
tomóveis, de acodo com a rcação:
2 NaNr (s) 
- 
2 Na (s) + 3 N, (g).
Quantos moh de azÌda de sódiÕ sãô nece$ários para geÉr
fiÍogênjo suficiente paÍa encher um saco de plánico de
44,8 L a 0 "C e à presão atmoíérlca?
Dàdo\ Â=0042 _' _
môl K
Masa atômica (g/mol): N 
- 
14; Na = 2l
ConsideÍ€queo n itrogênio gasôso tem comportam€nto
Ìdeal nas condições aclma-
ls (Fatec 5P) Oenxôíreé !ma Ìmpureza prcsentena gasoli-
na e um dos respÕnsáveis pela chuva ácida nos grandes
centros urbanos. O teordeenxofre nâ gasolina podeser
d€terminado queimando se uma amostra dô.ombustl
vel, oxidando se os prcdutos qasosos com solução de
peóxidÕ de hidÍogênio e titulando{e o ácido su fúrico
(H,So!) assim íomìado.
A paÍtir de lma amottrã de 10,0 g de gasolina obtive
ram-se 2,00 . 1 0 r mol de H:SOa pe o Ínétodo de5crito.
A porcentagem deenxÕfre, em massa, na gasolina anali-
sada, é de (Dado: masa mo af do S = 32 S/mo.):
:
2
3
, ) + ú2 cr r , , 3 e, +
E
q
c) 1,96% e) 2o,ook
d) 6,40vÕ
") ; c)
b)r d)
12g - 6,02.10'?3 moléculas
a) o,196%
b) 0,640%
(UnifoÊcE) Adisso ução de No, (g) em ág!a produz ácÊ
do nítrico, de acôrdo com a equação nãÕ-ba anceada:
NO? + HrO NOt + NO
Nessa rcação, quantos moh de ácido nítÌlco são obtrdos
pelô consumo de 3 molr de NOr?
16 (iTA 5P) Uma mistum de azoteto de sdiq NaNr, e de óxido
de_Fr oí l l l l , le.O,rubrêldddumd è1rÊhdelelr iúFdge
muito Ìapldamente produÌindo, entre ouiras substâncias,
nitrogênio qasôso e Íero metãlico. Na reação enÍe o
azoteto de sódio e o óxÌdo de feffo (lll) nìirturados em
proporções eíequiométri.as, a reaçõo (em mol/mol)
N, (q)/Feror é igua a:
ã) l b)2c)3 d)4 e)s
2.5, Quando o dado(ou vice-versa)
expresso em massa e a pergunta em número de partículase
Exemplo
Quantas moléculas de gás carbônico podem ser obtidas pela queima completa de 4,8 g de carbo-
no puro? (Massa atômicat C: 12)
Resoluçõo:
. equação balanceada: C + O2 
- 
CO,
. ìnformação da equação: 1 mol de C _ 1 molde CO,
4,8 g
4.8. 6.02 10'13
12
EsÌEeu|oMÉÌRrco
x: 2,4.10'zr moÌéculas de CO,
Capítulo 14 ô CÁLcuLo 345
r
Atenção: Useas masas atômicas q !e forem necesanas.
37 (UFR Rl) O 9ás cianídÍico é uma subíância uti izada em
câmara de 9ás. Esecomposto é pÍeparado poruma rea
ção do ácido su fúrico (HrsO) com o cianeto de potásio(KCN). Com reação a esse compono, pede se:
a) a equação q!ímica balanceada para sla obtençãôj
b) o número de moécu asfoÌmadoa part i rde 32,s g de
claneto de potássio.
38 (PUC MC) Dada a rcação:
- 
Acdo CloÍeto
' HrdrÔgÀnio
o número de moléculas de 9ás hidrogênio, poduzidas
pela reação de I l2 g de fero, é iguala:
a) l ,s
b) 3,0
. 39 (UFPE) Nas usinas siderúrgicas, a obtenção de fero ÍÍe-
tálico a paftiÌ da hematita envo vea sequinte reação (não
Fe,or (s) + co (g) ..........* Fe G) + co, (g)
PeÍcebe se dessa Íeação que o CO, é iberado paÍa a aç
moíeÍa, podendoter um Ìmpacto ambientalgrave r€la
cionado com o eÍeito estufa. Qlalo númerôde môlécu-
las de CO, libeEdas na atmoíera, qlando um moL de
óxido defeÍo ( l l ) é consumido na.eação?
Considere: número de Avogadro iguala ó.10" mol ' .
(U FRcs-Rs) os clorofluorcarbonos (cFcs) sofrem decom
posição nas altas caÍÍadas da atmoíera, originando áto
mosde. lorc, osquaisatacam moléculasd€ozônio(OJ,
p od-/ indoo<igenio. s-po_doquF I ro loeo.onio.ejd
oldl ìe rp rrdnío 
-ddo 
ê- Ì ìoê,u.d. d" o ' ige- io o
númerc de moléculas prcdu2idas él
.40
a) 3,01 10"
b) 6,a2.10,1
n:0,2 mol de NarSOa
(UFF Ri) Em relaçao à produção de foíato de sódio poÍ
meio da reação do ácido fosfóÍico com um excesso de
hidróxido de sódio, pede-sel
a) a equação balanceada para a rcação;
b) a quantidade, em gramas, de Íosfato de sódio produ-
zido ao se ut i l izar 2,5 1o'zr moléculas de ácÌdo
(Vunesp) Para tEníormaí uma molécula de P4o,0 em
ácido oÍtofoíóÍco, o númeÍo míôimo de moléculas de
<19,03- 1o'r e) 18,06.1o'z i
d) 12,04 Io 'zr
e) 6 . 1O' l
r : 19,ó g de H,sO!
+ 2 H,O
y = 16,0 g de NaOH
c) 9,0 10" e) 3,0.10"
d) 1,8 10"
c) 12 10' : r e) 18. lQ' : r
d) 3ó.Io 'zr
H,SOa + 2 NaOH
2 409
41
42
t
a) I c)4
b)2 d)6
a) 6.10"
b) 24. 10'
4l (UEM-PR) O pÍincipal componente do cimento do tipo
portand é a calv i rgem, nome popular do óxido de cá-
cio. Ese cÕmpoÍo, quando h idratado, foÍma o hidÍóxido
de cálcio, também conhecido como cal apagada. o vo-
!me de á9ua necesárÌo para reagir esteq! iome-
rÍrrdae- le.on,8.10 ao,er u 
" . 
dê. d lv i g"m e. 
"r
ml- iguala. . .
ConsideÍe a densidade áqua Ìgual a 1 g/mL.
(Dados: Ca : 40, O : 1ó e H = 1.)
e
Ë
1
2.6, Havendo duas ou mais perguntas
Neste caso, teremos uma resolução para cada uma das perguntas feitas.
Exemplo
Quais são as massas de ácido sulfúrìco e hidróxido de sódio necessárias para preparar 28,4 g de
sulfato de sódìo? (Massas atômicas: H : 1; O : 1 6; Na : 23; S = 32)
Efetuando dois cálculos estequiométricos separadamente:
. para obter a massa de ácido sulfúrico:
H,504
989
. para ollter a ma5sa de sódio:
Na,SOl
142 q )
- t
28,a s í
+ 2NaOH 
-
+ 2 H,O
hìdróxido de
l!a,"soa
142 q I
28,a q I
Uma outra maneira de resolver o problema é tfansformar a quantidade dada para mols, usando a
para obter as respostas pedidas. No caso, foram dadas 28,4 g de sulfatò de sódìo, que correspondem a:
28.4
142
346 Química Ceral
Temos então:
H,50.
0,2 mol
2 NaOH
2 mols
0,
Na,SOo
I mol
0,2 mol
2 H,o
2 mols
0,4 mol
. informação da equação:
. obedecendo à equação: 4 mol -..*
\
1a resposta:
m:O,2 98
m : 19,6 9 de HrSOa
2! resposta:
n:0,4,40
m: 16,0 g de NaOH t
Atenção: Useas masas arômicas q ue fôrem necessárias.
(Vunesp) NleÍgulha seuma bara de 3,27 9 dezÌnco metá
ho em dcido ^ uko d uido d 
- 
o \o lu\do rordl do me d.
") l \ rêv" " Fq-"çdo qu,Í ì i d od rFd!êo q-e o ' orF. indicando os nômes dos píodutor fomados.
b) sabendoie que as massas molãres (em g/mol) rãÒ
H = 1,0; N : 14) O = 16 e zn : 65,4; calc l le as
massas (em gÍamas) dos produtos lormados.
(UFV MC) O gás hidrogênio é Íacilmente pÍoduzido em
laboÊtórios, fazendô{ê reagirÍero com uma solução de
ácido sulfúÍico, de acordo com a equação abaixo:
FeG) + H:soa(aq) 
- 
Fêsoa(aq) + ll,(g)
Ao re reagìrcm I1,2 gramas de esponja de aço com ex.es-
'o dê iodo ,ulÍ-1, o em cono \òF\ norr dn d" p p \do Ftemperatura (l atm e 0 'C), considerando q ue a esponja de
aço seja coníÌtuída de purc fero, quala massa de sulfato
fenoso produzida eovoLume dê gãs hÌdrogênio ibemdo?
a) 30,4gramase4,5 Ì t ros d) 15,2gramase2,3 i t ros
b) I54 gÍanìas de 24 iÍos e) 15,2 gramas e 22,4 itros
c) 152 gÍamas de 23 litros
,16 (Fuc-MT) Na síntesede I l0g degáscaóônicô, asquan-
tidades Ínínlmas nece$árias de reagentes sãol
Ë
.g
3
a) 30 g de.arbono e 40 g de oxigênio
b) 60 g de carbono e 80 g de oxigênio
c) 55 g de catuono e 55 g de oxigêniô
d) 60 g de cafbono e 50 g de oxigênio
e) 30 g dÊ carbofo e 80 g de oxigènio
45 47 (UFMC) Um bom método pam a pÍeparaçâo contrcladade oxÌgênio muito puro é a decomposÌção térmica de
peÌmanganaro de potásÌo sob vãcuo. E$a rcação pode
ser rcpresentada pela equação:
2KMno1(s) 
- 
K,Mno4(s) + Mno:(s) + o2(g)
Com reação à decomposição competa de 2 mors de
permanganato de poúsio, é incoíeto afirmar que:
a) a massa de KMiOI (s) decompoía é 3ló,0 9-
b' d ma,d ro dl do. p oduro. .óhdo.p ì00,0 g
c) a quantidade de o2 (g) pÍoduzida é I mo.
d) as quantidades, em mols, ile câda um dos prcdltos
H.o t-l
Quando um problema fornece, por exemplo, a massa do enxofre inicìal e pede a massa do HrSOa
produzido, um dos caminhos do cálculo serìa manter as três equações separadas e calcular primeiro a
massa de 5Or, depois a massa de 5Or e, finalmente, a massa de HrSO4. No entanto, é muito mais
prático "somar algebricamente" as.equações quími<as e efetuar o <álculo estequiométrico direta-
mente na equação f inal.
r::E cnsos pARTrcuLAREs DE cÁLculo EsrEeuroMÉTRrco
Vamos agora consìderar alguns casos part iculares de cálculo estequiométrico- Continuam valendo
as regras fundamentais já mencionadas na págìna 338. Iremos apenas acrescentar alguns cuidados ou
alguns detalhes.
3.X. Quando aparecem reações consecutivas
Consideremos, como exemplo, a fabrìcação industrial do ácido sulÍúrico a paÍtir do enxofre. Ela se
processa por meio das tÍês reações consecutivas dadas a seguìr:
s+o,
so.' + Lo.
- 2. '
so,'
So.
Capítulo l4 o CÁLcLrLo EsrEeuroMÉÍRco 347
Exemplo
Qualéamassade
Resolução:
HrSOa produzida a part ir de 8 toneladas de enxofre?
sd;' +
Jq+
-5q
H,SOr
5 H,O 
- 
H,SO.+ ;o,+
x : 24,5 t de H,SO;
32t
8t ' : ' Ì
Nesse t ipo de problema é indispensável que:
. todas as equações estejam balanceadas individuâlmente;
. as substâncias "intermediárias" (no caso SO, e SOJ sejam canceladas; em certos problemas,
isso nos obriga a "multìpl icar" ou "dividir" uma ou outra equação por números convenientes,
que nos levem ao cancelamento desejado.
Daípara diante recaímos num cálculo estequiométrico comum, em que a regra de três é estabelecida
em função da equação química que resulta da soma das equações intermediárias.
4E (Fuvest-sP) Duas das Íeações que ocorem na produção do feÍo são reprcsentadas por:
2cG)+o,(g) --*2co(g)
Fe:o,G) + 3co(g) 
- 
2FeG) + lCoz(g)
O monóxido de caÌbô.o fofmado na pfÌmeiã reação é consumido na segundã. Considerando apenas esas duas
etapasdo proceso, cãlc!lea mõe àprdrmàda, em quilogÉmas, de carvãoconsumido na produçãode 1 tonelada cle
14 o ímd$a\ dLõÌ; d\ . Fê \6:( 12,O 16)
Multiplicãndo a li equaçâo poÍ três e a 2a equâçâo poÍ dois, teÍÍos:
6C + 30:
2 Fe2O3 + ,6<fr- 
- 
4Fe + 6CO,
+ 30, + 2 Fe,Or + 4Fe + óCO,
!
:
3
6C
6.12k9
=
a) 9,8 ks
344
456kqI-
' | Ì :321 kodeC
1.ooo kg | -
Note quefoin€cessá o multiplicarâ l" equação por 3 e a 2í por2 pâÍa podermos caôcelaro CO que eíá presentê
tanto na lacomo na 2r equãcão,
49 (UFF-Rj) Carimpeiros inexperientes, quando encontram pirita, pe'ìsam eíar diante de
ouro, por Ìsso, a pirita é chamada "ouÍo dos toloi".
Enúetanto, a piíìta não é uÍn mineÍal sem aplicação. O H:SO{, ácÌdo muito utilizado
nÕs laboratúÌos de química, pode ser obtido a padir da plrÌta por meio do prccésô:
4Fe5, + l lO, 
- 
2 Fe,Or + aSOz
2so, + o, 
"- 
2sor
so.+H7o 
-Hr5o1
Asinãle a opção que indica a massa de H?5O4obtÌda a partir de 60,0 kg de pirÌta, com
100% de pureza, por meio do prccetso equacionado acima.
e) 98,0 ksb) 12,4k9 c) a9,0 kg d) 60,0 ks
Químìca Ceral
50 (PUC RS) Um dos efeitos da chamada "chuva ãcida" causada pêlo SO, (g) ançado na atmoíea é a traníormação do
nìármore, CaCOr (s), em gesso, Ca5O4 (s), que pode ser representado peas seguintês equações:
2 so, (9) + o: (g) 
- 
2 sor (s)
sor (g) + Hro ({-) 
- 
H:so1(aq)
H,sol(aq) + caco'(s) .+ casolG) + H:o(r) F co'(g)
A q!ânt idade de ge$o que pode serfomada, no máxlmo/ pela reação de 44,8l i t ros de 5O: (q) lançado na armoíera,
a) 349 b)689 c) 136 g d\ 272 I e) 140 g
5l (PUC RS) Em 2,8 kg de óxido de cálcio, também conhecido como "calvirqem", foi adicionada água, formando htdróxido
de cá cio, usado para pÌntar uma parede. Após a sua aplicâção, traníormou{e numa camada dun/ pela Íeação quíÍììica
com gás carbônico exnente no ar, formando caóonato de cálcio. A massa de salobtida é, aprôriú;damente, iguala:
à 5,0 kg b) 2,8 kg c) r ,6 k9 d) r ,0 k9 e) 0,6 kg
52 (ÉuveÍ-sP) Uma instalação peto Ífera produz'Ì2,8 kg de SO, poÍ hora. A libeÍação de$e gás poluente pode ser evltada
usando{e ca cário, o qua pordecomposição Íomece cal, que reage com o SO,Íormando CaSO., de acordo com as eqrações:
Massas molarer (g/mol)l
CaCOr 100
50, 64
a) 124 b) 240 c) 480 d) 720
53 (Unb DF) Na seqüência de reações:
NazO + H:O 
- 
2NaOH
HrPO! + INaOH 
- 
Na:POr +
5e partÌÍmos de l0 mok de Na,O, obtefemos:
b) 20 mols de H,o
s4 (Uerj) Uma das pincipaiscausas da po ! ição atnroíéÍica
éa queima de ó eos e carvão, que libêra para o ambienle
gases sulfurados. A seqüência reacional abaixo demonç
tra unr procedimento moderno de eliminâção d€ anid do
su ruoso, que consiste em sua converão a gesso.
H + HsOr
- 
2H + 502
cacorc)-CaoG)+co:(g)
cao G) + so, (g) 
- 
casor (s)
Qual a massa mínima de calcário (em kq), pÕr dia, nece$áriâ pala ellmÌnar todo ô 50:
suponha 100% de rcndiÍnento paÍa as Íeações.
Í
e) 1.200
3 HrO
e) 20 môls de NarPOr
H +HSO,+ !0.
") '
I
€
è
0
q
o f ..' a" r",co,
d) l5 mos de NarPOl
2H. r- 5o;2 + ca(oH), 
- 
casoa.2l l ,o
Calcule a ma$a de qeso, em gramas, que pode serob'
t da a partÌ de 192 q de anidridô su furÕsô, consideran-
do um rendimento de I00oÁ no proceso de cÕnveuãô.
s5 (UFPA) Uma das fornias de poluição de nossos dias é a
chuva áclda. Ela prcvoca a destíuiçãode monumentos h5
tóricos, como a Basíìica de Nazaré, em Belém, cujafacha
da é revesrida de mármÕrê, aÍavér da corosão prcvocada
pe o ác do. A oriqem desafôrmade poluição ênconÍa{e
na queima de derÌvados de petróleo que contêm impure-
,d. , oro o en\olr" . e <F pro F \d.egundo d\ 'cd\õp..
(UnB-DF) Um aluno decidiu rea izaf um projeto de Quí
mica pãra sua escola, investÌgando o teor de iodato de
potásio em uma marca de sal. Uma aÍÍoíÍa de massa
iguala 1,0 g do salde cozinha ÍoidÌssolv ida em água e o
iodo foi p€cipitado na íoma de iodeto de plata (Agl),
conÍorme representado pelâs seguintes equaçõesl
Klor(aq) + 3H,sor(aq) 
- 
Kl(aq) + 3H,soa(aq)
Kl(aq) + AsNo: (aq) 
- 
aSl G) + KNor (aq)
Sabendo que a ma$a de Ìodeto de prata obtida for de
4,70. l0 ' g e consideÍando que M(KlOr) : 214 g/mo
e M(AqD = 235 g/mol/ cacule, em gÍamas, a masa de
iodato de potásio presente em uma tonelada desal. Des-
preze a paire fracionária de ser.i resr.i tado/ caso exista.
(Fuvest-sP) O eq u ipamento de proteção conhe.ido como
ârÌbdg, lsado enì automóveh, .ontém subíâncÌas que
se tfansiormarn/ eÍìì deteÍminadas condÌções, liberando
N: que Ìnfia um recipiente de pláíico. As equações das
reações envolvidas no processo são:
2NaNr 
- 
2Na + 3N2
10Na + 2KNOr 
- 
K.O + 5Na,O + 
-z
a) Conslderando que N, é gendo nas duas reaçõês,
calcule a massa de azoteto de sódio recessária para
que sejam gerados 80 L de nitrogênÌo, nas cÕndi-
b) Os óridosformados, em contato com a pee, po.lem
oro\o(d' quei Ìdd- à, . t . rF\d d 
"q-d\do dd red!;o
de um dp$e. ó' do, com a âgua ronr,da nà pele
/Dddo 
. Lolure moldr de gis ndr cold çoer drbre-
tet :25 L/mol; masa molar do NaNr:65 q/mol.)
5ó
5 iO, 
-SO,
2SO, I O2 
- 
2SOr
50.+H,O-H2SO4
ConsideËndo se que em 100 L de gasolina ênconÍam-
se 3,2 mg deenxoÍe, a quantidade (em gramãs) de acts
do suliú dco rormada pea queima d€$evolume de com-
a) 98 c) e8.10' e) 98 10'
b)98.10 ' ì d)98.r0r
Capítuio l4 . CaLcuLo EsÌEeu oMErkrco 349
3.2. Quando são dadas as quantidades de dois (ou mais) reagentes
Analise a seguinte situação: se, para montar um carro, são necessários 5 pneus (4 mais 1 de reserva)
e 1 volante, quantos caÍros poderemos montar com 315 pneus e 95 volantes?
5 pneus t tut to Ì * 
- 
315:5 = x: 63 carÍos
3l5 pneu\ 1 |
Conside|ando que cada carro precìsa de apenas 1 volante, sefão necessários apenas ó3 volantes para
montar o número de carros que calculamos acima - sobrando, portanto, 32 volantes (95 63 : 32).
Concluímos assim que, na questão proposta, existem volantes "em excesso" (ou pneus "em falta"),
Podemos ainda dizer que o número de pneus constitui o fator limitante em nossa linha de montagem.
Com as reações químìcas acontece algo semelhante. Vamos considerar o seguinte exemplo: mistu-
ram-se 147 g de ácìdo sulfúrico e 100 g de hidróxido de sódio para que reajam segundo a-equação
H,SOa + 2 NaOH 
- 
Na,5O1 + 2 H,O (massas atômicas: H : 1; O : 16; Na : 23; S : 32). Pede
5e catcutat
a) a massa de sulfato de sódio formada;
b) a ma5sd do eagente que sobÍa em ex(es\o apó\ a rea(ão.
Vamos calcular inicialmente a massa de NaOH que reagir ia com os 147 g de HrSOa mencìonados
no enunciado do probÌema:
H?S04
989
t
lsso é impossível, pois o enunciado do problema informa que temos apenas 100 g de NaOH.
Dizemos então que, neste problema, o HrSOa é o reagente em excesso, pois seus 147 g "precisariam"
de I20 g de NaOH para reagir completamente mas nós só temos 100 g de Naorj.
Vamos, agora, "inverter" o cálculo, isto é, determinar a massa de HrSOl que reage com os 100 g
de NâOH dados no enLrnciado do problema:
147 g - x
H,SO4 + 2 NaOH
989 -2 '4st 1
y - lsse J
Agora isso é possível, e significa que os 100
de H,SOa. Como temos 147 g de H,sO, sobrarão
- 2NaOH ' NaSOa - 2HO
_2.409
^: l20gdeNaOH
-"......* Na,SOa + 2 H,O
y = 122,5 g de H,sOa
24,5 g de H,SOa (147 122,s :24,5), o 9!e
g de NaOH dados no problema reagem com 122,5 g
aìnda
responde à pergunta (b) do problema.
Ao contrádo do HrSO4 que, neste problema, é o reagente em excesso, dizemos que o NaOH é o
reagente em Íalta, ou melhor, o reagente limitante da reação, pois o NaOH será o primeìro reagente
a acabar ou se esgotar, pondo assim um ponto fìnal na reação e determinando as quantìdades de
produtos que poderão ser formados,
De Íato, Dodemos calcular:
Reagente em Reagente
limitãnte
./.
H,soa + 2NaoH 
- 
yJg
2.409 14291
1009 - , I
lsso responde à pergunta (a) do problema. Veja que o cálculo foì feito a partìr dos 100 g de NaOH
(reagente limitante), mas nunca poderia ier sido feito a partir dos 147 g de H,sOa (reagente em
excesso), pois chegaiíamos a um resultado falso note que os 147 g de HrSOa não podem reagir
integralmente, por falta de NaOH.
+ 2 H,O
z: 177,5 de Na,SO4
350 Químìca Ceral
wf,, .
. É importante notar que âs substâncias não r€agem na proporção em que nós as misturamos, mas
sim na pÍoporção em que a equação (ou seia, a leì de proust) determina. Daío cuidado ao Íeso ver
problemãs que dão as quantidades de dois reagentes. Devemos sempre lembrar que é o reagente em
falta (ou reagente l imitante oufâtoÍ l imitante) que "comanda,, toda a Íeação, pois, no instante
em que ele acaba, a reação será interrompida.
. Probl€mas desse tipo são resolvidos maÌs facilmente quando trabã hamos com as quantidâcÍes dos
rêdgFnre. êm mol\ . Dê ldto, no p ob emd dnreÍ ior lêmo\.
r47 s de H,soa #=K 
- Ì r : 1,5 motde H,soa
r00 s de NaoH #:X 
- 
r :2,5motdeNaoH
Dados
t
Om, pela própria equação vemos que só será possível:
Segundo a equação,
somenre pooem reagrr
1,25
1,50
'l Na,soa
'ì,25 mol
2 H-O
9
Sobrarão 0,25 mol
x98
24,5 g de HzSOa em excesso
'/. 142
I /7,5 g de Nazsoa produzido
(Vunesp) Na indústria, â amônlã é obtida pelo prcceso
denÕminado Haber Bosh, pea rêaçãoênlreo nìtrogènro
è o h droqên,o nd p c\ê \d d" . Ì . d.d ' .ddor cpropr,d
do, contôrme mostía a reação não balan.eada:
catàúàdor
N: (s) + H, (q) 
- 
NH, (s)
com base nessas iníoÌmações, considemndo um ren
dimentÕ de '100% e sabendÕ que as massat mo ares
de$es compostos são: N, = 2a g/mol, H) = 2 glmol,
NHr: 17 g/mol, caÌcule:
d d nd..o dê orõnid o,odu/ ido rFdo ndo_.ê , / I dò r -
l rogênocom I g de hidrcgênio;
b) na! condiçôes descritas no item a, existe reagenreem
êxcesso7 5e ex íiÍ, qual a massa em exce$o de$e
(UFF Rj) O coreto de alumífio é !m reagente m!ito utì
lizado em procesos induíÍiais que pode ser obtido por
meio da rcação entre alumínio metá ico e cloro gasÕsÕ.
se 2,70 9 de alumínio sãÕ mist!mdos a 4,0 g de clÕro, a
r 
" . .a prod-- idd " n Srdn " . . de, loreto dF dt .T 1io " .
a) 5,01
b) s,52
(UVA CE) o brcnìetode cá cioencera 20% decálcioem
Ìnassa.luntando 4 g de cá cio e4 g de bromo, teremos,
a) 8 g de bfometo de cálcio
b) 7 g de bÌometo de cálcio
c) ó g de brometo de cálcio
d) 5 q de brometo de cál.lo
Em 200 g de hidróxdode bár io, mant idos êmslspensão
aquosa, são boó! hadot ló L de anidddo sulfúrico, me-
diclos a 27 'C e 950 mmHg. PeÍgunta se:
a) Qual é a substâncla em excesso e qual é sua ma$a?
b) Qualé a matsado sulfato de báÌiofomado na reação?
sügertôo: Faça o cálc! o em moh.
(cesgrairio Rl)o H:S reagecom o So,sesundoa feação:
2H:5 + 50, 
- 
35 2+O
a*indl- e-r 'e d. op, oa\ dbdr.ô dquêlc quF indÌ . o nú
mero mãxÌmo de mols de S que podê serÍomado quan
do 
- 
d/ re"gíe- 5 ro, o" - s, oa , , mol. dê \o.
ól
59
c) 9,80
d) r 3,3s
e) 15,04 a) l
d) 7,5
EXERCiCIOS
Capítulo 14 
' 
CÁLcuLo EsÌEeuroMÉÌRco
e) l5
351
Exel(íclo réaolvldo
63 (Fuv€í 5P) A combuíão do gás metano, CHr, dá como produtos COr e HrO, ambos na fase gasosa. 5e 1 L de metano for
queimado na pÍesença de l0 Lde O,, qual o volume final da mistura resultante? Suponha todos os vo umes medidos nat
mesmas coôdições de tenrpeÍatuía e pÍessao e conrportamento idea para todos os gases.
Esta questão é de rcsolução Íáci polqlea proporção dos vo ! mes gasÕsos (a Pe rconstantetem !mà reàçào qlrmrca
coincide conr a própria propoção dos coeficientes da eqLação .oriespondente. Temos, pois:
cHj (q) + 2 o, (s) 
-
co:(s) + 2H2o(9) + exceso(?)
lL + 2L
IL
2L
t0L
t
Po.tanto, o volumetinalda mstuk (v"^") rea knte;;
vi" = 1 1+ 2 1+ 81 = fv"---: rq
g (Vunesp) Considere a reação em fase gasosa:
N' /+3H: 
- 
2Nl l l
Fazendo-se reagir4 L de N, com 9 L de F2 em condições de pressão e temperatura constantes, pÕde-se aJlrmafque:
a) os reagentes estão em quântidades estequiométricas.
b) o N, esú em exceso.
c) após o témino da Íeação, os rcagentes serâo totalmente convertidos em amônia.
d) a Íeaçâo se processa com aumento do volume total.
e) após o témino da rcação, seíãofomador 8 L de NHj.
65 Umrecipientecontém5LdeO:,a20'Ce700mmHg,oútrorecipientecontéml0LdeH,,a20'Ce700mmHq.OsdoÌs
gases rão taníeridos para !m tercêirô recipiênte e, sob ação de um catalisadore aquecim€nto, rcagem formando á9ua:
A masa de á9ua obtida será:
H. + ;o, ---* H,o
c) 5,3 q d) 6,1 qa) 6,9 I b) 6,4 g e) 1,7 g
Jüg€Jtõor Faça o cálculo em moh.
=:,r.iï.t*l.Ft t-iiút,túi1i4!,É1.l
i : ; " - -
+ 8 L (exceso de q:)8L 1L 2L
e
67
66 (PUC-SP) Mirturam-se l,000kg deCsze 2,000 kg de c{i
num reator, onde se pÌocessa a traníormação:
cs, + lct: 
- 
ccq + s,ct,
As masas do CCt! fomado e do Íeagente em exce$o
que reía quando a reação se completa sao:
a) 1,446 kg de CC14 e 0,28ó k9 de C5:
b) 2,026 kg de CCt4 e 0,286 kg de C52
c) 1,446 kg de CCl.4 e 0,286 kg de C12
d) 2,026 kg dê CCL{ e 0,286 kg de c12
e) 1,286 kg de ccl.a e 0,712 kg de c.l2
(PUC Rl) A nave estelaf E terprise, de lanodo nos enre
/ot usou B,H, e O: como mistura combustÍve. As duas
subslânciat reàgem de acordo com a seg!inie eq!açãÕ
2 B'H,|L) + 12a' lg) 
- 
5BzorG) + 9H,o(g)
a) Sê !m tanque contém 12ó kg de BrH, e ô outro 240 kg
de O, íq!idô, qual tanque esvaziará p meiro? Mostre
b) Quanta áqua teÉ sido formada (em kg) quando um
dos Íeagentes tiver sido completaÍììente consumido?
(ceeteps-SP)Amônia é matéía-prima fundamental na fã-
bricação de produtÕs impoÌtantes, comoíertilizantes, ex
plosivÕs, ant bióticos e muÌtos outfos. Na ÌndúíÍia, em
condições apopÍiadas, a sÍntese da amônia se Íealiza a
paÍtir de nitrcgênio e hidrcgènio gasosos, como moÍra
N,(q) + I l l , (q) 
- 
2NH'(g)
cônsÌdeÍando que nitrcqênio e hidrogênio foram coloca
do\ pdd Tdg 
"Ì quor.iddde tdi,. omo i u r'ddo r lig-
ra, onde a, representa H, e @ rep€senta N2
e supondo rendimento de I00q0, pode se afkmar que:
" \ ' i . 'ogê- io F h d o9É_io " .do -m proporcõe,
b) hidrcgênio íoi colocado em excesso.
c) nitrogênio é o íeagente llmitãnte.
d) hidÍogênio é o rêagente limitante.
e) ambos os reagentes Êstã
fugeÍdoi Para teros dãdos do problema, banâ contar as
moléculas a, e qO existertes na figura.
6A
352 Química Ceral
ryunerp) Sâo coocadas para reagir enÍe sias masas de
1.00 o de ,od,o mF dl : . o 
" 
r .00 g ôê, lo 'o gd,o 'o. aon
siderequeo rendimentoda rcação é 100%. Sãodadasas
massas moarcs, em g/mol: Na : 23,0 e Ct = 35,5. A
a) há exceso de 0,151g de sódÌo metálico.
b) há exce$o de 0,3s2 g de sódio metálico.
c) há exceso de 0,282 g de cloro gasoso.
d) há excesso de 0,153 g de dorc gasoso.
e) nenhum dos dos elementÕs está em excesso.
(Unb DF) Em um rccipjente/ coiocam se s mÕk de áto
mÕs de feÍo e 4 mols de vapor d' água para reagir se-
g!ndo a equaçâo não-balanceada:
FeG) + Hzo(v) 
- 
FerojG) + H2(s)
a) a toÌmaçâo de um molde Fe,O{.
b) a fomaçao de dos mos de.H2.
c) um exce$o de 3 nìols de Fe.
d) um exce$o de 1 molde vapor d'áqua.
e) que ôada ocora, pois o íeÍo não Íeage.om vapôr
(Fuvest-sP) H2 (s) e ctr (g) eÍão contidos enì balÕes in
tedigadôs poÍmeio de !m t!bocom tomeira, nascondi-
ções indicadas no desenho. Ao se abriÍa torneÍa, os ga,
ses se misturam ea reaçãoentreeesé in ic iada porexpo-
sição à luz difusa. FoÍma se entãÕ HCt(g), em uma rea
ção completa, até desaparecer rota mente peo menos
f
tsr(gl Crr e)y=l L y=l L
€ 
= 25.C 0=25 "CP= latm P=5alm
Quanto vale a razão entÍe as quantidades, en mots, de
cxr (q) e de Hct (q), após o término da reaçõo?
h)2
c) l
a3
1
€
E
3.3. Quando os reagentes são substâncias impuras
lmagine a seguinte situação: vamos convidar para um churrasco 25 paÍentes e amigos. Supondo
que, em média, cada pessoa coma 300 g de carne "limpa", precisaremos comprar 25 . 3OO g = 2.500 q(ou 7,5 kg) de carne "limpa". Se Íormos comprar carne com osso, deveÍemos comprar mais de /,5 kg
para que, retirados os ossos, sobrem 300 g de carne "limpa" para cada convidado.
Na Química acontece algo semelhantê. E comum o uso de reagentes impuros, principalmente
em reações industriais, ou porque são mais baratos ou porque já são encontrados na natureza acompa-
nhados de impurezas (o que ocorre, por exemplo, com os minérios). Consideremos o caso do calcário,
que é um mineralÍormado principalmente por CaCO3 (substância principal), porém acompanhado de
várias outras substâncias ( impurezas), supondo o seguinte exemplo numérico:
90gde CaCOr 
- 
é a "paÍte
pLra", qre nos in(cf.$à
(subíância pLra oL prtn.ipa Ì
10 gde impurezas éo
"r.íante", qLc ião inr€.esa(não Íii pìÍt. pirdas reàcóen
Sendo assÌm, define-se:
Crau de pureza (p) é o quociente entre a massa da substânciapura e a massa total da
amostÍa.
No eÀemplo. temos: p: lL :6.9|00
Porcentagem de pureza (P) é a porcentagem da massa da substância pura em Íela-
ção à massa total da amostÍa.
No exemplo, temos:
100o/o de calcário 1000Á I
,,;:".;.;,;ï '"ï ltt:rrl
Como notamos:
Capítulo 14 o CÁLcuLo Er'ÊeuoMÉÌRtco
d)4
P : 100p
353
ì" exemplo
(UFRN) Uma amostra de calcita, contendo 80o/o de carbonato de cálcio, sofre decomposiçào quan-
do submetìda a aquecimento, segundo a equação abaixo:
caco,\cao+co,
Qual a massa de óxìdo de cálcio obtida a partir da queima de 800 g de calcita2
Retoluçõo:
O enunciado nos diz que a calcìta contém apenas 80oÁ de CaCOr. Temos então o seguinte cálculo
de porcentagem:
100 g de catcita - 80 g de caco, 
| x : e+o g ae caco, p,r..,
800gdecalc i ta - , l
Note que é apenas essa massa (ó40 g de CaCO3puro) que irá participar da reação. Assìm, teremos
o seguinte cálculo est€quiométrico:
CaCOr-CaO+CO,
l00q 56q I
640; ; Ì
y : 358,4 g de CaO
2" exemplo
Deseja-se obter 180 L de dióxido de carbono, medidos nas condições normais, pela calcinação
de um calcário de 90% de pureza (massas atômicas: C : 12; O :16; Ca:40). Qual é a massa de
calcáÍio necessária?
Resolução:
Esta questão é do "tipo inverso" da anterior. De fato, na anteriorera dada a quantidade do reagente
ìmpuro e pedida a quantidade do produto obtido.
Agora é da{Èa quantidade do produto que se deseia obter e pedida a quantidade do reagente
impuro que será necessária. Pelo cálculo estequiométrico normal, teremos sempre quantìdades de
rubstan(id5 puras:
. r i_" , -cao+co,
100g 22,4 1(cNpn 
J x : 803, s7 q de CaCo, puro
x 180 L (CNPT) l
A seguir, um (álculo de porcentagem nos dará a massa de calcário impuro que Íoi pedida no
proorema:
1OO g de câlcá;io impu 90 g de CaCOrpuro I
I
803,57 g CaCOj puro l
x: 892,85 g de calcário impuro
Note que a massa obtida (892,85 g) é forçosamente maior que a massa de CaCo3 puro (803,5 7 g)
obtida no cálculo estequiométrico (Íelembre a estórìa contada na página anterior, quando mencionamos
a compra de "carne com osso" para um churrasco).
3o exemoio
(USRCS-RS) O gás hilariante (N,O) pode serobtido pela decomposição térmìca do nitrato de amônio
(NHaNOJ. Se de 4,0 g do sal obtÌvermos 2,0 9 do ga5 hi larianLe, podemos prever que a pureza do sal é
t
e
9
da ordem de:
a) 1009o b) 90Uo
354
e) 2OVo
Química Ceíal
l'
c) 75o.6 d) soo/o
NHINOr -.. . * NrO + 2HrO
8; 44s I
^^- | \ : 3,63ó g de NHaNo, puÍoztu g I
Veja que a resposta (3,636 g) se refere ao NHaNOT puro, pois o cálculo baseado diretamente na
equação se reÍere sempre às quantidades que efetivamente reagem.
Podemos agora efetuar o seguinte cálculo de porcentagem:
Resolução:
Esta questão é diferente das anteriores, pois agora a
Pelo cálculo estequiométrico, temos:
Alternativa b
f,ryE@
pergunta é o valor da pureza do reagente.
f
I
j
a
€
a) 190,0 g
b) 304,2.)
c) í00,0 g
d) 200,0 q
.) 522,7 g
d) 73,5 g
e) 250,0 g
e) 294,0 g
a) o,32 kg
b) 0,64 kg
a) 100% de KCIOI
b) 90% de KCtOr
e) 1,32 kq
d) 60% de KC.l-Or
e) 30% de KC{.ol
0,98 kg
1,28 kg
c)
71 (MackenzÌe 5P) Uma amost.a de 340/0 9 de satiÍe-do
chile, cljo teoÍ em niftato de sódio é de 75%, rcase
com ácidô sulfúrico concentíado, pÌoduzindo bissulfato
de sódio (NaHsoa) e ácido ôítrico (dãdas as massas
molares, em g/mol: H : 1; N : t4; O = 16, Na : 2t ;
5 : 32). A massa Ínínima de ácido, necessária para
reagf com todo o ni t rato de sódio é Íguala:
76 PaÍa obtemos 8,8 g de anidridô caÌbônico peta gue,ma
totãlde um carvão de 75qddèpuÍea, iremos pÍecisar de;
a) 3,2 q de carvão , d) 0,9 q de carvão
b) 2,4 g de carvão e) 2,0 9 de catuão
77 (Uece) Part'ndo se de 200 g da soda cáustica, poÍ
neutralEação complera coÍn á.ido coÍídÍico otriêhje
234 g de cloreto de sódio.
A porcentagem de pureza dã soda cáusrica é de:
a) 58,5% b) 23,4o/õ c) 6Oo,L d) 8Ooó
(PUc-sP) o cloraro de potássio (Kclo.) pode ser decom
poÍo poraquecimento, segundo a equação:
2 Kctor (s) 
- 
2 Kct G) + 3 o, (q)
A decomposição de 2,4s q de uma amostra conrendo
KCtOr produziu 0,72 q de Or.
Considerando que a reação foi compterâ e que somenre o
r! íO'edgiu \ob o àque( imê1lo, e\a droÌrd, ont .n :
7a
a) 392,0 g
b) 147,O g
74 (Mackenzie-5P) Na queima de t0 kg de carvão de 80qo
dê ourvd. d quanlddoe de Í ìoe.uld\ dê gd' , drbónh o
DadÕs: massa molar (g/mol)c:12io = 16)
equaçãoquimica:C + O, 
- 
COr.
a) I7,6 1023 .) s7,6.101e e) a,0.1026
b) 6,25 -10' d) 4,8.10'"
(cesgfanrio-Rj) os combustíveis Íó$eis, .omo carvâoe pe-
troreo, apresentam iÍnpurezas, denire etas o enxoÍe. r\a
queima de$es combustíveis, são ançados na atmoíea
ó^ido. de en'olrc que. êm derêminaod\ i ondrçoe(, \do
o(idadose, eíÍ contato com a umidade do ar, se traníoí
mam em ácido sulfúrico- Elre úttimo precipita sob forma
de ' c'ì-vd ;r dd ", ca-dnoo \êrios ddno, do m€io dmbien-
lê. r.\ês Íe-óneno< enáo rêpre$ntdoo\ pêtd, equd\oê\:
79 (Vunesp) Uma amoíra de 12,5 q de caÍbonato de
magnésio foi tÌatada com exce$o de sot!ção de ácido
sutrurKo? ocoÍendo a Íeaçãol
MgCOr + H,SOa .+ MgsO, + CO: + H:O
Nesa r€ação obtiveram-se 600 cmr de9ás caftônico me
ddo. ; .eÍperarurd de 27 C ê 5 ,tmonerd, d€ pre)<do(masasatômicas, H = 1;C: 12 O 
- 
16;5 : 32;Mg = 24;
volume de I mol de ds ã 0 oC e 1 ãrm = 22,4 dmr). A
porcentagem de puÍeza da amoÍra inicÌaté:
75
a) 82
b) 18
c) 22
d) 43
Capítulo l4 * CÁLcuLo EsÌEeuìoMÉÌRtco
/. ' .
4,0 g do "sal" 3,61ó 9 de NHaNOT puío lr-
l00rro cio "sal" - y9o de NH,NO puro i 
v 90'o% |
72 (Mackenzie-sP)
CaFr + H,5O4 
- 
CaSOa + 2HF-
o HF é obtido a partirda fluorira (CaFz), segundo a Íea-
ção equacionada a seguÌr
Dadosi massa Ínolar (g/rìol)
Ca = 40,F'19,H:1,
S=32,O-16
Amdstudêdl ÕbLidd ! Íê"!dooer00.0gdF Lor i tdd"
5+O:-SO2
so.+ !o,-sô.
'2 '
5Or+H)O +H:5O1
A massa de ácido suÌfúÍico formada com a queima total
de l2l8 kg de carvão contendo 2,5y0 em massa de eÍ,xo-
e) 7s
355
EO (PUC-MG) a equação da ustulação da pirita (FesJ é:
4 Fes: (r) + 11 o2 G) 
- 
8 So, (9) + 2 Feio, (s)
A massa de óxido féricô obtida, em kg, a part fde 300 k9
de pÌita, que apresenta 20% de impureas, é gua a
a) 160
b) 218
c) 2s0
d) 320
e) 480
íL- ' " ìp- \ r ) lm oo0 Ío dm' o .umdo.. 
-n nosopa ' .
cerca de 164 bi hôes (1ó4. 10') de cigaÍos. A massa de
um ciqarc que é queimada coÍesponde a aproximada-
ap.re 0 8s g. conidqardo q-e z0o^ dd rr . \a do . I
gaÍo seja do elementô carbôno, quantãs toneladas de
dióxido de carbôno (coJ os í!mantes lançaram na at
roJ" i . em lôo0, no Brd\ i l? (Md ü\ dromicd. eldl i .d\ :
C : 12; O = 16e 1 tonelada = 106 g.)
(UFPA) o fósroro brãnco (P1), usado na produção dos
ácldos foíódco e foíorcso, é multo tóxico e emÌte u2,
quando em contato com o ar ou atmosfera de Õrjgên o.
E obtido em forno especÌa côm eletrodos de qrafite, se
g!ndo a equação nãô-ba anceada:
Car(PO,), + SiO, + C 
- 
casior + CO + Pi
Dêa nomenc atura do salfoÍmado, faça o ba anceamento
dos coeíicientes da êqlação química e cacu e a quanti
dade em gramas defoíato de cálcio (80% puro) neces-
sáriat para se Õbtêrem 620 g de fóíôro brancÕ.
(UFPR) Na reação de s g de sódio côm água, houve des
prendlmenro de 2/415 L de hidrogêiio nas cNPr Qua é
o gra! de purcza do sódiô? (Ma$as atômicas: Na = 23;
O:16rH=1.)
(EÍoa-MC) Uma amoíra de 1,225 g de KCtOr é decom-
postã por aquêclmento em cloreto de potá$io sólido e
ôxigênio molecu argasoso. O oxigênio moleculaÍforma-
do na rcação ocupou um volume de 0,168 L nas condi
ções normait de pressão e tempeÍatura (CNPÌ).
a) Escreva a eq!açãÕ químlcâ balanceada que represen
ta ã decomposição térmìca do Kci,Or.
b) Calc!le o grau de pureza da amostÍa.
(Dados: 1 mol dê qãs ideal ocupa um volume de 22,4 L
nasCNPT; massasmolares, em g/mo:O: l6; Cl :35,5;
K:39.)
83
E4
fa1
a2
3.4. Quando o rendimento da reação não é total
Suponha que sejam necessárias 8 dúzias de laranjas para se fazerem 5 litros de suco. Se comprar-
mos 8 dúzìas de Ìaranjas e, por infortúnio, 1 dúzia apodrecer e for jogada fora, é evidente que só
conseguiremos fazer menos de 5 l i tros desuco.
Na Química ocorre, muitas vezes, algo parecido. De fato, é comum uma reação química produzir
uma quantidade de produto menor do qu€ a esperada pela equação química correspondente.
Quando isso acontece, dizemos que o rendimento da reação não foi total. Esse fato pode ocorrer
porque a reação é "incompleta" (reação reversível) ou porque ocorrem /'/perdas" durante a reação
(por má qualidade da aparelhagem ou deficìência do operadoD.
Por exemplo, vamos considerar a reação C + o, -..- COr, supondo que deveriam ser
produzidos 100 l i tros de CO, (CNPT); vamos admìtir também que, devido a perdas, foram pÍoduzidos
apenas 90 litros de CO, (CNPT). Ém casos assim, dìzemos que:
Rendimento (Í) é o quociente entre a quantìdade de produto realmente obtida em
uma íeação e a quantidade que teoricamente seria obtida, de acordo aom a equaçao qul
mica corÍespondente.
oô
\o e).emplo acima, Leíràmos: / ,-:- o,9.
' I ( 'LJ
Rendimento porcentual (Â) é o rendimento de umd reação expresso em termos
porcentuais (o que é muito comum em exercícios). j
No exemplo dado, temos: R: 90%.
q
3
356 QuÍmica Ceral
1q exemplo
(Cesgranrio-Rl) Num processo de obtenção deferro a partirda hematita (Feror), considere a equa-
ção não-balanceada:
Feror+C *Fe+CO
(Massas atômicas: C = 12; O : 1q k : 56)
Uti l izando-se 4,8 toneladas (t) de minério e admitindo-se um rendimento de 80o/o na reação, a
quantidade de ferfo produzida será de:
â) 2.688 kg b) 3.360 kq c) 1 .344 t d) 2.688 t e) 3.360 t
Resoluçõo:
Após o balanceamento da equação, efetuamos o cálculo estequiométrico da forma u5ual: !
A massa de ferro (3,36 toneladas) seria obtida se a reação tivesse apÍoveitamento ou rendimento
total (100o/o). No entanto, no enunciado se dìz que o rendimento é de apenas 80%o. Devemos então
efetuar o cálculo envolvendo o rendimento percentualdado:
Fe,Or + 3C 
-
160 r
3. 63,5 g
: P.-r" equ;çà. f- soo/o -
Na reação, .om perdâs 100o/o
Rendimento de 10070 3,36tdete Ì
Rendimento de 8oo/o y I
y : 2,ó88 t de Fe
3! * :ca
2 56ï l
I x:3,36tdeFe
xl
2 22,4 L (CNPT) I| \ : 19,05 q de Cu
4,48 L(CNPr) | -
y: 38,1 g de Cu
q
j
Alternativa a
2'exemplo
(PUC-SP) Sabe-se que o cobre metál ico reage com ácido nítr ico di luído e produz óxido de nitrogê-
nio l l , água e um composto ìônico no qual o cobre tem número de oxidação +2.
a) Formule e ajuste a equação da reação entre cobre e ácido nítr ico di luído.
b) CaÍcule a massa de metal que deve reagir com o ácido nítrico e produzir 4,48 L de gás (CNPT), em
um processo no qual o rendimento é de 500/0.
Resolução:
Este problema é do "tipo inverso" do anteÍioÍ. Defato, no ânterior dava-se a quantìdade do rcagente
e pedia se a quantidade do produto formado; agora, é dada a quantidade do produto e pedida a
quantìdade de Íeagente necessária à reação. Pelo cálculo estequiométrico usual. temos:
3Cu + 8HNOr 
- 
2 NO' + 4H,O + 3 Cu(NOr),
No enunciado se diz, porém, que o rendimento da Íeação é de 50ol0, o que indica que apenas 50olo
do cobre inicial será aproveitado na reação. Para compensar essa perda, devemos part ir de uma quan-
tidade maior de cobre. Assim, temos:
19,05 g de Cu 
I
3o exemDlo
Uma mâssa de 32,70 g de zinco metál ico reage com uma solução concentrada de hidróxido de
sódio, produzìndo ó4,53 g de zincato de sódio (Na,ZnO,). Qual é o rendimento dessa reação?
Diferente dos anteriores, o problema pede agora o rendìmento da reação.
Capitulo 14 É CaLcuLo E5ÌEoutoMEÌRco 357
taçamos inicialmente um 
€álculo estequiométrico normal, sem pensar no rendimento:
Zn + 2NaOH "_ Na,ZnO. + H.
*ln
32,7 g
Passemos, agora, para o cálculo do rendimento porcentual:
,.t.r.t_n 0,. 
:,^,:""^. 
-, oor" I Va2@64,53gdeNa,ZnO, y l '
EXERCICIOS
a)]00
a) 75% b) 80% c) 85Yo d) 90%
143,5 q l
l 
^ :71,75qdeNa,ZnO,Àl
d) 75 e) 70
9l
t
85 (Ufe!)Aequâ6o2Nact + MfO, + 2 H,SO4 
- 
NazSO4 + MnSOl + Cf,: + 2 H,O representa a rcaçãoqúese
pãsa para obtermos o c oro. Considerando que ela teve um rendimento de 85%, queJoiÍealizada na temperatura de 2z.C
e a uma pressão de 1,5 atm, e que utilizamos 500 q de sal, o volume de dorc obtido, em litíos, é:
a) 59,6 b) 82,5 .) 119,2 d) 280,s e) 1.6s0,0
a6 Desejaae obter 25,4 kg de cloreto de cal pela Íeação:
ca(oH), + c{2 -+ cacx(cto) + H'o
.[*ììã,
Sendo de 80oó o rendimento dessa reação, pede'se cacuiara massa de hidúxido de cálcio neces5aÍ,ì.
87 (CesgÍanrio Rl) Soluções de amônia sâo uti izdas corn freqüência em produtos de I mpeza doméÍica. A amônia pode ser
preparada poÍ inúmerasfoÍmas. Dentre eas:
cao(s) + 2NHlct(s) 
- 
2NH'(g) + Hzo(g) + cac{,(s)
(H : 1; N = l4; O: ' , Ì6, Ct = 35,5; Ca : 40)
PaÌtindo{e de 224 g de CaO, obtiveram-se 102 9 de NH,. O rend mento peÍcentualda reação fotde:
e
9
b) 90 c) 80
88 (Unirio-Rj) "A contaminação da áqua com anênio estã preoc!pando a PÍimeira-Ministra de Bangtadesh (...) que jã pediu
âjuda internaclonal." Uorrol da Brosil, OS oúr. 1999.)
O âBênio não rcage Íapidamente com a água. O scoda permanêncìa do As em águaéoseu depósito nos sedimentos. É
a sequÌnte a reação do arsênio com NaOH:
2As + óNaOH 
- 
2 NarArOr + lH,
75 g de a6ênio reagiram com NaOH suÍiciente, píoduzjfdo 25,2 Lde Hr, nas CNPI (VM:22,4 L; massa atômicas: H : I u;
O : ló u, Na : 23 !; As = 7s u) O rcndimento percentua da reação foide:
E9 (PUC MC) Em um tubÕ,1ó,89 de bica úonaro de sód io
são decompôÍôs, pela açãô do ca or, em carbonato
de sódio sólido, gás cârbônico e ãg!a vapor. O volume de
gás carbônico, em litros, ôbiido nas CNPI supoido o
Íendimento da reaçãÕ Ìg!ãla 90oó, é iguala:
a) 2,02
b) 2,44
() 4,44
d) 4,03
e) 4,96
ô/unesp) A reação enÍe amônia e metâio é cata isada
po old. i ld. ror ndm-,e c idneto dê hidrogènio p h drogé
nio gasosos (massas molarcs, eÍn g/mol: H : l; C : 12,
a) Escrcva a equação química ba anceada da reação.
b) Calcule as massas dos reagentes para a ôbtenção dê
2,70 kg de cianeto de hidrogènio, supondôae 80oó
de rendimento da reação.
(Unip 5P) Uma amostra contendo 2,10 g de carbona-
to de magnéslo foitratada porácido clorídrico, obten-
do-te 47ó mL de gás carbônico, medÌdÕs nas conili-
\õe.no a" i . de teÌperdlu d p prp+do !n '$d. dròÌ -
cas: C = 12; o : ló j Mg : 24; volume molar nas
a\PT _ 22.4|mol) O F-din-r ,o od r .d(do tor:
a) Tsvo
b) 80%
c) 850ó
d) 90%
e) 95vo
90
N : 14).
358
I
PÍoduzido teor icanì€nte p. lâ rcâção
Ralmente obtÌdo (dâdo do pÍol) êrnn)
Quimica Ceral
3.5. Quando há parÌicipação do ar nas reações químicas
O ar seco e puro é uma mistura gasosa que contém /8,020Á de nìtrogênio, 20,99olo de oxigênio e
0,94olo de argônìo em volume (além de porcentagens mínimas de outros gases nobres); o ar atmosÍérì-
co contém aìnda umidade (vapor de água) e várìas impurezas (monóxido de carbono, derìvados de
enxoíre etc.).
Para efeito de cálcuÌo, costuma-se considerar que o ar tem aproximadamente 20olo de O, e 800/0
de N, ( juntamente com os outros gases) em volume.
Note qLre a proporção 20olo de o, I aoo/o de N2: 10oo/o de ar pode ser simplìficada para 1 :4:5, o
que faciÌìta extraordìnariamente muitos problemas de cálculo estequiométfico, como podemos perce-
ber pelas considerações feitas a seguir
Dos componentes do ar, somente o oxigênio costuma participar das reações, provocando com-
bustões (queimas), ustulações (oxidações de sulíetos metáìicos) e outras oxidações em geral. O nitro-
gênio (e muìto menos os gases nobres) não reage, a não ser em casos muitos especiais; daío motivo
de o nitrogênio seÍ chamado gás inerte.
Embora não reagìndo, o nitrogênio ocupa espaço tanto no ar que reage como nos gases finais
que são produzidos na reação. E esse aspecto importante que vamos abordar neste item.
ExemDlo
Um volume de 56 L de metano são completamente queìmados no ar, produzindo gás carbônìco e
água. Supondo todas as substâncias no estado gasoso e nas mesmas condições de pressão e temperatura.
(Composição volumétrica do ar: 20oÁ de o2; e 80o/o de N)
a) Oual o volume de ar necessário à combusÌão?
b) Qual o volume total dos gases no Íinal da reação?
Resolução:
Tratando-sede um cálculo estequìométrico entre volumes gasosos, nas mesmas condições de pres-
são e temperatura, a resolução é imediata - basta seguir os coeficientes da equação baÌanceada:
H,O (vapor)
.56 L + SobÍa de N,
a) Cálculo do volume do ar necessário à <ombustão
Se o volume de oxìgênio é 2' 56 : 1 12 l- o volume de ar será:
2oo/o de 02 rooo/odear 
Ì
112LdeO,- xLdear l
Veja que, em últ ima análìse, esse cálculo corÍesponde a mult ipl icar o volume do O, por 5, de
acofdo com a propoÍção iá mencionada: 1 O, | 4 Nr: 5 ar.
b) cálculo do volume total dos gases no final da reação
Pela equação acima notamos que, no f inal, teremos: 5ó L de COr; 2 5ó : 1 12 L de vapor de água;
além da sobra de N, que existe no ar inicial e que não reage- Ora, sabendo a composição volumétrica
do aL temos:
100o/o de ar - 80olo de N,
560Ldear - x LdeN,
20a de 02 80olo de N,
112LdeO, yLdeN,
Na verdade, esses cálculos são desnecessários, pois, relembrando a proporção 1 Oz:4 Nr:5 ar,
vemos que basta mult ipl icar o volume de 02 poÍ 4 e teremos o volume do Nr'
Concluindo, dìremos que o volume da mistura gasosa f inalserá:
56 L de CO, + 112 L de vapor de água + 448 L de Nz, ou seju, lããLl
!
2
2
?
a
I
1CH4 + 2O2 
- 
1CO,
1.56 1 + 2-56L 
- 
1.56 1 +
ou então:
x:448LdeN,
y: 448 L de N,
Capítulo l4:' CÁLcuLo EsïEeuroMÉÌR co 359
Qual é o volume de ar, medido a 27 'C e 700 mmHg,
necessárìo para oxidar 23 L de SO, (medÌdos nas condi-
çÕet nornìais), traníormando-o em Sor? (Dado: o ar
contéÍì aprox madamente 20qo de o, em volume.)
Uma massade l2 9 de piÍita (FeS,)sofreuÍu açãÕ com a
quantidade estequìométrica de O7 fomecÌda pelo ãr, se'
4 Fes: + 11O2 
- 
2 Fe,Or + 8SO,
Qla o vo ume gasosof ina, medidÕ nas condiçÕes noÊ
mais de presão e temp€rarura?
(Da'jo: conìposiçãovo umétÍica do ar: 20% de o, e 80%
Obrervoçôor LeÍnbre se de que o Fezor é sólido, nada
tendo a ver com o volume gasosofinal pedìdo.
(Fuveí 5P) A cÕmbuÍãô completa de l6 mols de
magnésio metálico foi reaiizada utÌlizandôje 50 mols
de !ma mistura gasosa contendo 20% de O2,78% de N2
ê 2% de arqônlo or'o em mos).
a) Escreva a equação químlca que €presenta e$a com-
b) Calcrle a porcentagem em mols de Or fa mistu.a
gasosa, apôs a combustão.
95 (Mackenziê-SP) Numa cápsula de porcelana, de massa
igual a 15,0 g/ foram queimados totalmenre 4,8 g de
magnésio em prcsença de gás oxlgênlo slficiente, ôb-
têndÕ-se óxido de magnéso. Após a queima, a cáps!la
toinovanìente pesada eo va or encoftrado foi de 21,0 q.
Nesse experlmento:
Equação química:2 tv lg + O, 
- 
2MgO
Massa molar (g/moD: Mg : 24; O = 16
considerar a composiçâo do af (em vÕl!me) = 20% de
oxigênio e 80% de nltrogènio
a) a leide LavoÌsier não loi obedecida.
b) a massa de ôxigênio que rcag u com o maqnésio foi
de 18,2 g.
c) ovolume de ar n€cesáÍ io à cÕmblstãoíoidê 11,2 L,
medido nas CNPt
d) o an orÕduTido! l { .0 q oê o\ ioo dê ndgnê.ro.
e) Íoram obtidos 19,8 g de óxido de magnésio.
t
3.6, Quando os reagentes são misturas
Em nosso dia-a-dìa, é muito comum I 'darmos com mìsturas. Quando comemos um pedaço de
bolo, por exemplo, devemos lembrar que esse bolo é o resultado de uma "mistura" de ÍaÍinha, ovos,
manteiga etc.
Na Química é também muito comum aparecerem misturas part icipando como,,reagentes', das
reações químìcas. Podemos citar alguns exe|ìplos:
. as ligas metálicas são misturas de metais;
. a gasolina, que quelma nos motores dos automóveis, é uma mistura de hidrocarbonetos (pre
ponderantemente C7Hj6 e CsHjs);
. certas misturas gasosas são usadas como combustíveis, como, por exemplo: o chamado ,,gás de
água" (mistura de CO e H,); o "gás de boti jão para fogões" (mìstura de C3Hs e CaHro).
Nesses problemas, a difìculdade fundamental reside no seguintet as misturas não são obriga-
das a obede(er a uma proporção constante; no entanto, toda equação química deve obedecer
a uma proporção constante, de acordo com a leì de Proust. Vamos então considerar dois exem
plos i lustratìvos:
1! exemplo - Quando a composição da mistura reagente é dada
Uma mistura formada por 5 mols de f lúor e 10 mols de cloro reage completamente com o hidro-
gênio.Qual éamassatotaldosprodutosformados?(Massasatômicas:H: l ;F:19;CL:35,5)
Resoluçõo:
Vamos considerar separadamente as reações do fÌúor e do cloÍo e efetuar dois cálculos
estequiométrìcos separados.
. para o flúor:
n'* 
: , - ! :
1 mol 2.20 cl I
5 mor , - l ' :2oogdeHF
ã
a
360 QuÍmica Ceral
. paÉ o cloro:
H,+c!-
1 mol -
10 mol -
2 HCI,
2, 36,5 9 I
v I v: 730 g de HCt
A massa total dos prodLltos (mi"b) formados será, portanto:
Í
q
j
3
E
a4
2.18q I
- | y-9r
vl
o, 
- 
2 CO2
(24 x\g - (112 y)g \ 
++x z8v 
- 
-z.oto
Temos, portanto, um sistema algébrico de duas equações e duas incógnitas que, resolvido, nos
fornecerá:
x:10gdeH, y: l4gdeCO
mo. 2oo 9 dê Hr 710 q de Hct 
- !%-. %tql (massa tolall
Note que não podemos somar as duas equações vistas acima, pois a soma:
2H2 + 1 'F, + l :C{, 
- 
2Ht + 2HCt-
apresenta a proporção de 1 mol de F, para 1 mol de cl2, enquanto o enLl nciado do problema fala em
5 moìs de F, e 10 mols de Ctz.
Sendo assim, em problemas com misturas de reagentes, o ìdeal é resolvê-los as equações quimicas
separadas, efetuando o cálculo estequìométrico também separadamente
2q exemplo Quando a composição da mistuÍa reagente não é conhecida - pelo
contrário, (onstitui a pergunta do problema
Uma massa de 24 g de uma mistura de H, e CO queima completamente, produzindo 1 12 g de
proclutos f inais. Pede se calcular as massas de H, e de CO existentes na mistura inicìal (massas atômicas:
H:1;C:12:u:16).
As reaçoê\ menLionadds no pÍoblemd 5ào:
2H2 + O' 
- 
2H'O
2CO+O, 
-2CO,
Neste caso também não podemos somar as equações porque não conhecemos a proporção em
que o H, e o CO estão mìstuÍados (aliás, esta é exatamente a pergunta do problema). Assim sencÌo, o
caminho é trabalhar com cada equação químìca separadamente, como foi feito no 1q exemplo. lnicial-
menlê vdmos adolaÍ o seguinte rdLio( Inic.
. uma vez que a massa total da mistura de H, e CO Íoì dada (24 g), se chamarmos de ì a massa de
Hr, a massa de co seráigual a (24 ,, gramas)
. analogamente, a massa total da mistura f inal de H,O e COz também foi dada (112 g), e se
chamarmos de ya massa de HrO, a massa do COr será igual a (112 y) gramas.
Vamos agora retomar as equações químicas separadamente e efetuar 05 cálculos estequioméhicos
correspondentes:
. oara o H., temos:
2H.
2'29
. para o CO, temos:
2CO +
2.249
Capítulo 14. CÁLcuLo EsrÉeuroMÉÌRco 361
96 (Fesp SP) Uma amostË de 1 kg de .alcário .ontém 90ol de CaCOr,5% de MqCO,e 5% de sior. O calcário é aquecido a
850 "C, ocoÍendo as reaçôes:
CaCOr 
- 
CaO +
MgCOr 
- 
MgO +
sio' 
- 
inalterado
a m?,à de r|sLura CaO MgO )iO. obtidê ,e i
a) 504,s g b) s27,4 g c) s77,9 g d) 900 9 e) 624,9 g
Uma masa de 39,2 g d€ uma mistura de caÍbono e enxolre (na propo[ão dê 3 | 5, em mok respectivam€nte) que]mâ
completamente. Quala ma$a totaldos pÍodutos fornradosT
Uma massa de 500 g de pólvora, cujos ingrcdìentes toram misturados ôas proporções da equação abaixo meôclonada,
deu, apósa detonação, os produtos igualmente mencionados. Quãntos ÌiÍos de gasesserAo produzidos/ consideFndo-se
a prcssão de /00 mmHg e a temperatura de 20 oC"
CO,
CO,
97
9a
tugesrdoi Use dìretamente a equação dada, cÕnsiderandÕ ô "môl" da póvoa como sendÕ a sÕma:
2 mo de KNOr + 1 mol de S + 2 mol deC
99 Uma masa de 100 mg de uma mistura de cLoreto de sódio e cloreto de potássio pÍoduz, pela adição de exceso de
solução de nitmto de prata, 720 mq de clo€to de prata. Qual é a composição em ma$a da mistura inÌ.jal?
100 (lM E RD I0 g de u ma ligâ de cobre e prâta sâo tÍatados coÍìì ácido su fúrico a quente/ liberando 2,1 Lde um gás, medidos
nas CNPI Calcule a coÍnposiçâo peícentualda liga, usando as seguÌntes masas atômicas aproximadas:O = ló;5: 32;
cLr = ó4, Ag : 108.
Obrervoçõoi As reações do problema sãô:
2KNOr+S+2C- K:soi + Nr + 2co
Cu + 2HrSOr 
-
2Ag + 2Hrsor 
-
101 (TA-sP) 1,31 g de lma mistuía de limahas de cobÍe e zÌn€o reagiu com exceso de solução de ácido clor-rdrico, numa
apãrelhagem adeq!ada, prcduzÌndogás hÌdrogênio. Essegás, depoisdesecq ocupou umvolume de 269 mL sob prê$ão
de 0,90 atm e a 100 K (que coresponde a 1,10.273 K). A Íação de massa do zinco nessa mistlra e:
a) 0,11 b) 0,25 c) 0,50 d) 0,75 e) 1,00
i .
I
õ
0
Cu5O4 + 2l l :O + 5Oi
Ag,SOl + 2l l ,O + 50í
,:i.r.-r"l iÍ;:ït-
PRODUçAO DO FERRO E DO AÇO
Os princÌpais minérios de ferro são: hematita (Fe,Or), limonita (Fe,Or'2 H,O), magnetita (Feroa)
etc. Os sulfetos deferro, como/ poÍ exemplo/ a pirita (FeS,), são abundantes na natureza, mas nào servem
para extração e produção doferro, pois o enxofre é um dos elementos mais prejudiciais às propriedadesdo
A extração ou metalurgia do feiro e de suas ligas Íecebe o nome especial de siderurgia. Os princì-
pais produtos siderúrgicos são:
. ferro gusa (ou simplesmente gusa): liga de ferro que contém de 2 a 5olo de carbono, além de
impurezas como Mn, Si, P etc.;
. ferro fundido: liga de feÍro com 2 a 50Á de carbono, mas com quantidades de irnpurezas menores
que o gusa;
. aço/ aço comum ou aço carbono: lÌga de ferro com 0,2 a 1olo de carbono e baixa porcentagem de
impure,,d\ (Vn, Si, I s err .) j
. aço doce ou ferro doce: aço que contém menos de 0,296 de carbonoi
. aços lisas ou aços especiais: aços qu€ contêm outros elernentos químicos e que apresentam quali-
dades especiais:
- 
âço inoxidável: Fe + C + Cr + Ni
- 
âço paía trilhos: Fe + c + Mn
- 
aço para terramentas de corte: Fe + C -- W + Mo
aço para ímãs: Fe '- C + A1- + Ni + Co (alnico)
362 Qurinica Ceral
A produção do Íerfo e de suas ligas começou na pré-história (ldade do Fero) e cresceu muito a paÍtir
de I750, quando começou a era da industrialização. Atualmente o processo siderúrgico corneça, via de
reqra/ pela produção do gusa, nos chamados altos-Íornos, de acordo com o esquema a seguir
' Reações túndan€ntáis
r fdr atrms apox'maaâs cm q!.
o.o(€m fo interio. do a rojorno)
Ì
Fe,O,+a()+ ((J, r2F.(J
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lFeO+aO+ CO" + Fe
CO,+C+ 2CO
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Para meÌhor compÍeensão desse esquema, é importante lembÍar que Lrm alto forno funciona
ininterÍuptarnente, durante anos, e também assina ar os seguintes pontos:
a) a carga é levada por caçambas e ÌntÍoduzida na pane supeÍior do alto foÍno, e é formada fundamen-
. minério d€ ferro (em seral, Fe,oJ,
. carvão coqu€: queiÌna (C + O, 
- 
CO, + Calor), pfoduzindo o calof necessário ao funcio
namento doforno; e produztambérn oCO (CO, + C 
- 
2 CO), que é o pincipa redutordo
minério de ferro (acompanhe as reações no esquema antefior);
. fundente: .onsiderando que as irÍìpurezas do minério de ferfo são, em geral, sílÌca (SiO,) e silicatos
de diÍícil Íusão, usa-se como íundente o calcário (CaCOr), qu€ provoca a reação:
SiO, C"cO ' Câs O CO
(o CaSiOr iÍá formaf a escória, que será retirada pela parte inferior do forno);
Um dos aÌtos foÍnos da Companha
S derúrq câ Nãcioia (CSN)
c)
b) os gases sobem pelo alto-forno e, na saída, ainda contêm uma porcentagem elevada de CO, que os
torna combustíveÌs, sendo então empregados no preaquecimento do ar que entrará no alto forno;
pela parte ÌníerÌof, são escoados, a cada 4 ou 5 h, em pÍÌmeiro ugâr a escória (q ue, depois d e resfriada
e solidificada, seNe corÍìo pedra para pavimentação ou para fabricação do cimento) e, em segundo
lugat o ferro gusa (que normalmente é purÌficado para se obter o aço).
J
Capítulo 14 
' 
CÁLcuLo EsÌEeu oMÉÌRrco 363
O aço (ligafeÍÍo caÍbono, como já vjmos na página 362) é o produto siderúrgico mais importante ede
maioÍ utÌlidade no mundo moderno. E obtìdo pela puÍificação do gusa, que pode ser feita por vários
processos; atualmente o mais comum é o conversor a oxigênio/ no qual um jato de oxigênio queima as
impurezas do gusa, até chegaraos limites adequados ao aço (adiciona-se também um pouco defundente,
que Íeagirá com partedas ìmpurezas, formando a escória correspondente). Vemos abaixo um esquema do
conversor a oxigênio.
t
Saí1. rlo rço puÍili.ado
n
3
J
a
a
l . tefor de l lnd ção vcndoseo
.aldènãó despêlàf Llo íìeLàl
As caracteristicas do aço comum dependem fundamenta mente de dois fatores:
. a porcentâgem de carbono: aços com teores baixos de (arbono são mais maleáveis e dúcteis; aços
com mâis carbono são duros e tenazes;
. o tÍatamento térmico: cha mamos de "tratamento térmico" âo aquecimento seguido de reídarnento
do aço, com intensidades e velocidades variáveis; isso altera as propriedades do aço, pois modifica
sua estÍutura cristalÌna.
Dois exemplos de tratamento téÍmico importantes são:
. a têmpera: é o aquecim€nto seguido de um resfriamento rápido do aço; com esse tÍatamento/ o
aço fica mais "duro", porém mais "quebradiço";
. o recozimento: é o aquecimento seguido de um resfÍiamento mais lento do aço; com isso, ele fica
mais eláltìco, porém menos "duÍo".
O ãço comum é utilizado na foÍma dei
. chapas (para autornóvei!, fogões, gelâdeim!; na construção civil);
. fios (arames, cabos, vergalhões para concfeto);
. perfis (trilhos, vigas paÍa construções, em várias formas);
. eixos (pam máquinas e veículot.
O aço é também muÌto utÌlizado na produção de aços especiais ou aços-liga, que ÍoÍam menciona-
dos na página 362.
FRANK & ERNEST @ by Bob Thaves
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3
R
írrÀ.vrF r-29
364 Química Ceral
Questões sobre a leitura
102 Qual é o nome da metalurgia do feío e do aço?
lO3 Qual é a compotÌção do aço comum?
104 QlaÌs são os componentes da "carga" de um altojorno?
105 Quãis são os produtos de um altojorno?
106 Em que consiste um tÍatamento térmìco do aço? A qÚe ele visaT
107 (UFV-MG) A reação da hematita (ÍóÌmuìa química FerO) com monóxido de carbono
(Co) em alto ÍornÕ representa o proce$o ind!ÍrialpaÍa a obtençãodofeÍo metá ico
(Fe), q!e, após resffiamento, solidifica se.
Fe,o:G) + co(s) ' 
- 
Fe(t) + co:(g)
Alsinale a alternaiiva (orretai
a) O monóxido de caÍbono atua como agente.âtàrrsâdor
b) Os coeficiêntes da equação química bâlanceada são 1, 2, 2, 2.
c) A hematlta atua comÕ agente redutor'
d) O átomo defeÍô, na hematita, recebeu tres eletrons
e) E$e método de ôbtenção dofeÍo é chamado de proce$o eletÍolítico
log (Uece) O cloro não é enconÍado llvÍe na natlreza Na ÌndústÍia,
c oreto de tódio.
: : : j?] : : . : ] : : : : ] : : : : : : . ' ] . : : : . . , : : : j : : - ' : ] ] : ] : : ] : '
ele é obt ido pela eletólse de sol !ção aqlosa de
2NaCl + 2HrO 2NaoH + H, + C{2
FormacÕmDostosÌmportantes, ta iscÕmooNacto,usadonapur i f icaçãoetratamentodaáqua,empiscinas;alveiante
doméstico; fungicida e também com aplicação na medicÌna.
Para obtenção de 2,84 toneladas de cloro, devemie utilìzar:
a) 1,44 l0rgdeágua c) 2,88 toneladas de água
b) 4.68 tonel ;dasde coÍeto desódÌo d)2,14 10ó q de cloreto de sódio
l09íUFMc)tmUmcrcmedenla| ,enconÍa.seUmteordeÍ |úoÍde],9rngde55ee|ementopoÍgÍamadedent i f r íc io 'of |úor
àdicionado está contido nÕ cÕmposto "monofluorfoÍato de sódÌo", Na:Po,F (ma$a moLaÍ: 1 44 g/mol) A q uantidade de
Na:PorF utilizada na preparação de 100 g de crcme denta é:
a) o,144 g b) 0,190 s c) 1,44 g d) r ,90 g
110íUnicamp-SP)D!asamostrasdeca|bono,C,dema$at iguais, íoramtotalmentequeimadassepaíadamente,empfeqanoo-
ie oxigeiio, O, num Oos casos, e ozônlo, O' no outÍo Houve sempíe combustão comp eta, píodLrzindo somente CO,
a) A massa de dióxldo de carbôno, COr, que se forma, é a m€snìa nos dos casos? iustilÌque sua respoía
b) 5ão iglais asquantidades, em molt deo, e de O. consumidas nas dua5 Íeações? JustifÌquesua resposta
111 ryunesp) os automóveis mod€Ínos ênão equipados.om oirlrogs (bolsas de ar) para proteger Õs ocupant
col Ìsão.Muitosdelessãoinf ladoscomnjtrogênio,N,,gásl lberadonareaçãomultoÍápldaentÌeazidadesódio,NaNr,e
Õ óxido de feíro lll, in iclada por centelha elélrica A equaçãÔ para a rcação é:
óNaN,G) r ' Fe,o,G) -_ sNaroG) + 2FeG) + 9N,(g)
a) Quanros moLs de azida de sódio serão necesá rios pa É prod uzir 7 3,8 lìtÍos de nitrogên io (vo ume do oirbog cheio) a
27 'C e 1 atm de prcssão?
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