6 Estequiometria

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EstequiometriaEstequiometria
Profª. Lílian Fernandes
Quando as substâncias interagem quimicamente(fenômeno químico) esta interação é representada poruma EQUAÇÃO QUÍMICA.
 Equações químicas: descrições simbólicas de reações
Equações químicasEquações químicas
 Equações químicas: descrições simbólicas de reaçõesquímicas.
 Duas partes de uma equação: reagentes e produtos:
• A equação química para a formação da água pode servisualizada como duas moléculas de hidrogênio reagindo comuma molécula de oxigênio para formar duas moléculas de água:
2 H2(g) + O2 (g)  2H2O(g)
Equações químicasEquações químicas
2 H2(g) + O2 (g)  2H2O(g)
ESTEQUIOMETRIA – NOME DERIVADO dapalavra grega STOICHEION (elemento) eMETRON (medida)
EstequiometriaEstequiometria
• A estequiometria é baseada noentendimento das massas atômicas eem um princípio fundamental, a leida conservação de massa docientista francês Antonie Lavoisier.
• “A massa total de uma substânciapresente ao final de uma reaçãoquímica é a mesma massa total doinício da reação.”
Lavoisier
A + B  CMassa A + Massa B = Massa C
Geralmente uma equação balanceada deve conter os menores coeficientes inteiros possíveis!
4( ) 2( ) 4 10( )
3 8( ) 2( ) 2( ) 2 ( )
s g s
g g g g
P O PO
C H O CO H O
 
  
BalanceieBalanceie as as equaçõesequações
3 8( ) 2( ) 2( ) 2 ( )
( ) ( ) 3( ) 2( )
g g g g
s aq aq gAl HCl AlCl H  
ReatividadeReatividade QuímicaQuímica
 O segredo para prever os produtos formados em determinadacombinação de reagentes é reconhecer padrões gerais dereatividade química, ou seja, os tipos de reações.
 Veremos três tipos simples de reações: COMBINAÇÃO, Veremos três tipos simples de reações: COMBINAÇÃO,DECOMPOSIÇÃO E COMBUSTÃO AO AR.
ReaçõesReações de de CombinaçãoCombinação
 Em uma reação de combinação duas ou mais substânciasreagem para formar um produto.
( )
ReaçõesReações de de CombinaçãoCombinação
Quando o magnésio metálico se queima ao ar, os átomos de Mg reagemcom O2 para formar o óxido de magnésio (MgO), um sólido iônico.
ReaçõesReações de de DecomposiçãoDecomposição
 Em uma reação de decomposição, uma substância sofre umareação para produzir outra ou mais substâncias.
 Muitas substâncias sofrem reações de decomposição quandoaquecidos.
ReaçõesReações de de CombustãoCombustão aoao arar
 As reações de combustão ao ar são reações rápidas queproduzem um chama.
 A maioria desse tipo reação envolve oxigênio O2 comoreagente.
 Quando hidrocarbonetos sofrem combustão ao ar, elesreagem com O2 para formar CO2 e H2O.
 O número de moléculas de O2 necessárias na reação e onúmero de moléculas de CO2 e H2O formadas dependem dadecomposição do hidrocarboneto, o qual atua como combustívelda reação.
ReaçõesReações de de CombustãoCombustão aoao arar
 Por exemplo: a combustão dopropano (C3H8), é descrita pelaseguinte reação.
C3H8(g) + 5O2(g)  3CO2(g) + 4H2O(g)
 O propano queima-se ao arproduzindo uma chama azul. Olíquido propano vaporiza-se emistura-se ao ar quando escapa pelobico.
C3H8(g) + 5O2(g)  3CO2(g) + 4H2O(g)
O molO mol
O molO mol
MICROSCÓPICO MACROSCÓPICO
ConversõesConversões EstequiométricasEstequiométricas
ConversõesConversões EstequiométricasEstequiométricas
ComposiçãoComposição PercentualPercentual
 O cálculo da composição percentual de um composto dependeda massa molecular da substância, da massa atômica de cadaelemento e do número de átomos de cada elemento na fórmulaquímica.
% ࢋ࢒ࢋ࢓ࢋ࢔࢚࢕ = (࢔ú࢓ࢋ࢘࢕ ࢊࢋ á࢚࢕࢓࢕࢙ ࢊ࢕ ࢋ࢒ࢋ࢓ࢋ࢔࢚࢕)࢞ (࢓ࢇ࢙࢙ࢇ ࢇ࢚ô࢓࢏ࢉࢇ ࢊ࢕ ࢋ࢒ࢋ࢓ࢋ࢔࢚࢕) ࢓ࢇ࢙࢙ࢇ ࢓࢕࢒ࢋࢉ࢛࢒ࢇ࢘ ࢊ࢕ ࢉ࢕࢓࢖࢕࢙࢚࢕ ࢞ ૚૙૙% % ࢋ࢒ࢋ࢓ࢋ࢔࢚࢕ = 
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࢓ࢇ࢙࢙ࢇ ࢓࢕࢒ࢋࢉ࢛࢒ࢇ࢘ ࢊ࢕ ࢉ࢕࢓࢖࢕࢙࢚࢕ ࢞ ૚૙૙% 
Calcule a composição percentual de C12H22O11
1)(a) Na(s) + H2O(l)  NaOH(aq) + H2(g)
(b) Cr(s) + O2(g)  Cr2O3 (g)
ExercícioExercício: : BalanceamentoBalanceamento
(c) C4H10(s) + O2(g)  CO2(g) + H2O
ExercícioExercício: Massa, mol, n: Massa, mol, noo Avogadro Avogadro 
2- Qual a quantidade de matéria de etanol (C2H6O) que há em uma latade cerveja, sabendo que a lata contém 21,3g de etanol.
3- Calcule a massa (em gramas) contida em 3,0 mols de ácido sulfídrico.
4- Calcule o número de átomos presentes em 10g de gás Hélio.
5- O corpo humano apresenta cerca de 18% da sua massa em átomos decarbono. Com base nesse dado, qual é quantidade de matéria de carbonopresente no corpo de um indivíduo que pesa 100 kg.
6- De um cilindro contendo 640mg de gás metano (CH4) foram retiradas1,204 x 1021 moléculas. Quantos mols de CH4 restaram no cilindro?
FórmulasFórmulas mínimasmínimas a a partirpartir de de análisesanálises
 A fórmula mínima de uma substância nos diz o número relativode cada elemento que ela contém.
 Por exemplo, a fórmula H2O indica que a água contém doisátomos de H para cada átomo de O.átomos de H para cada átomo de O.
 Essa razão também se aplica em nível molar, ou seja, 1 mol deH2O contém 2 mols de átomos de H e 1 mol de átomos de O.
 Portanto, o conceito de mol fornece uma maneira de calcularas fórmulas mínimas de subtâncias químicas.
FórmulasFórmulas mínimasmínimas a a partirpartir de de análisesanálises
 O procedimento geral para determinação de fórmulas mínimas.
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?
ExercícioExercício: : FórmulaFórmula mínimamínima
FórmulaFórmula molecular a molecular a partirpartir de de fórmulafórmula mínimamínima
 A fórmula obtida a partir das composições percentuais ésempre a fórmula mínima.
 Podemos obter a fórmula molecular a partir da fórmula mínimase conhecermos a massa molecular do composto.se conhecermos a massa molecular do composto.
 Por exemplo, a fórmula mínima do ácido ascórbico é C3H4O3 , oque gera uma massa molecular de 3(12g) + 4(1g) + 3(16g) = 88,0g.
 No entanto, experimentalmente a massa moleculardeterminada para o ácido ascórbico é de 176g.
FórmulaFórmula molecular a molecular a partirpartir de de fórmulafórmula mínimamínima
 Assim, a molécula tem uma massa duas vezes maior(176/88 = 2) e deve, portanto, apresentar duas vezes maisátomos de cada tipo do que são dados em sua fórmula mínima.
 Consequentemente, os índices inferiores na fórmula mínima Consequentemente, os índices inferiores na fórmula mínimadevem ser multiplicados por 2 para se obter a fórmula molecular:C6H8O6.
RelaçõesRelações de Massa de Massa ememReaçõesReações QuímicasQuímicas
 O conceito de mol permite-nos usar a informação quantitativadisponível em uma equação balanceada em nível macroscópicoprático.
ExercíciosExercícios
1- Calcule a composição percentual de cada átomo no compostonitrato de cálcio.
2- O glutamato monossódico (MSG), realçador de sabor dealguns alimentos, contém 35,51% de carbono (C), 4,77% dehidrogênio (H), 37,85% de oxigênio (O), 8,29% de nitrogênio(N) e 13,6% de sódio (Na) em massa. Experimentalmente, sabe-se que a massa molar do MSG é 169 g/mol. Determine afórmula molecular do MSG.se que a massa molar do MSG é 169 g/mol. Determine afórmula molecular do MSG.
3- A cafeína contém 49,5% de carbono (C), 5,15% dehidrogênio (H), 28,9% de nitrogênio (N) e 16,5% de oxigênio (O)em massa. Experimentalmente a massa molar da cafeína éaproximadamente 195g/mol). Determine a fórmula molecular dacafeína.
EstequiometriaEstequiometria BásicaBásica
4-
5- O metal cromo reage com o oxigênio do ar para formar o óxido decromo (III).
(a) Se um pedaço de cromo tem massa de 0,175g, que massa de óxidode cromo é produzida se o cromo metálico foi completamenteconvertido em óxido?
ExercícioExercício: : EstequiometriaEstequiometria básicabásica
(b) Que massa de oxigênio é necessária para a reação completa?
6- Sulfeto de alumínio sólido reage com água líquida paraformar hidróxido de alumínio sólido e ácidosulfídrico gasoso.
(a) Escreva a equação química balanceada para a reação.(b) Quantos gramas de hidróxido de alumínio são obtidos apartir de 10,5g de sulfeto de alumínio?
ExercícioExercício: : EstequiometriaEstequiometria básicabásica
partir de 10,5g de sulfeto de alumínio?
7- Os airbags automotivos enchem-se quando a azida desódio, NaN3, decompõe-se rapidamente em seus elementosconstituintes: sódio metálico e gás nitrogênio. Calcule a massade NaN3 necessária para formar 6,0g de gás nitrogênio.
 Em laboratório, geralmente as reações são realizadascom excesso de um dos reagentes para garantir que um dosreagentes da reação seja consumido completamente, mesmoque parte de um outro permaneça sem reagir.
A
B CB
1- O metanol, CH3OH, pode ser produzido pela reação dos gás monóxido decarbono com o gás hidrogênio.Suponha que 356g de monóxido de carbono e 65g de gás hidrogêniosejam misturados.
(a) Qual é o reagente limitante da reação?(b) Qual é a massa de metanol que pode ser produzida com essasquantidades?(c) Qual é a massa do reagente em excesso que sobra quando todo
ExercícioExercício: : ReagentesReagentes LimitantesLimitantes
quantidades?(c) Qual é a massa do reagente em excesso que sobra quando todoreagente limitante for consumido?
2- A reação do metano (CH4) com a água líquida é uma maneira simples dese obter os gases monóxido de carbono e hidrogênio. Para essa reaçãotem-se 0,995 kg de metano e 2,51 kg de água.
(a) Qual o reagente limitante?(b) Qual é a massa de gás hidrogênio que pode ser produzida?(c) Que massa do reagente em excesso permanece ao final da reação.
3- A reação da termita produz ferro metálico e óxido dealumínio a partir de uma mistura de alumínio metálico eóxido de ferro (III).
Para essa reação tem-se 50g de cada reagente.
ExercícioExercício: : ReagentesReagentes LimitantesLimitantes
(a) Qual é o reagente limitante da reação?(b) Que massa de ferro metálico pode ser produzida?
MM (Fe) = 55,8 g/molMM (Al) = 27,0 g/molMM (O) = 16,0 g/mol
4- Quando o benzeno (C6H6) reage com o bromo (Br2), obtém-se bromobenzeno (C6H5Br) e o ácido bromídrico.
Para essa reação tem-se 30,0g de benzeno e 65,0g de bromo.
(a) Qual é o reagente limitante da reação?
ExercícioExercício: : ReagentesReagentes LimitantesLimitantes e e RendimentoRendimento PercentualPercentual
(a) Qual é o reagente limitante da reação?(b) Calcule a quantidade de bromobenzeno que pode serformada com essas quantidades (rendimento teórico).(c) Se o rendimento real de bromobenzeno nessa reação forde 56,7g, qual será o rendimento percentual na reação?
MM (C) = 12,0 g/molMM (H) = 1,0 g/molMM (Br) = 79,9 g/mol
5-Lítio sólido e gás nitrogênio reagem para produzir nitretode lítio sólido. Para essa reação tem-se 5,0 g de cadareagente.
(a) Qual é o reagente limitante da reação?
ExercícioExercício: : ReagentesReagentes LimitantesLimitantes e e RendimentoRendimento PercentualPercentual
(a) Qual é o reagente limitante da reação?(b) Calcule a quantidade nitreto de lítio que pode ser formadacom essas quantidades (rendimento teórico).(c) Se o rendimento percentual da reação for de 80,5%,quantos gramas de Li3N serão obtidos na reação?
MM (Li) = 6,94 g/molMM (N) = 14,0 g/mol