UNIDADE III - Aula 1 - CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO

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CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO: ASPECTOS
QUANTITATIVOS DAS REAÇÕES QUÍMICAS
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO: ASPECTOS
QUANTITATIVOS DAS REAÇÕES QUÍMICASQUANTITATIVOS DAS REAÇÕES QUÍMICASQUANTITATIVOS DAS REAÇÕES QUÍMICAS
Comentário preliminarComentário preliminarComentário preliminarComentário preliminarComentário preliminarComentário preliminarComentário preliminarComentário preliminar
1.1. QuandoQuando umauma reaçãoreação químicaquímica éé realizadarealizada comcom quantidadesquantidades conhecidasconhecidas
dede reagentes,reagentes, éé possívelpossível preverprever aa quantidadequantidade dede produto(s)produto(s)
formado(s)?formado(s)?
1.1. E,E, dede modomodo inverso,inverso, éé possívelpossível fazerfazer umauma estimativaestimativa dada quantidadequantidade dede
reagentesreagentes necessáriosnecessários parapara obterobter certacerta quantidadequantidade dede produto?produto?
Comentário preliminarComentário preliminarComentário preliminarComentário preliminarComentário preliminarComentário preliminarComentário preliminarComentário preliminar
AA partirpartir dasdas massasmassas atômicas,atômicas, listaslistas nana tabelatabela periódica,periódica, podepode--sese
calcularcalcular aa massamassa molarmolar dede cadacada participanteparticipante (reagente(reagente ouou produto)produto) dede
umauma reaçãoreação químicaquímica.. ConhecidasConhecidas asas massasmassas molaresmolares dosdos participantesparticipantes ee
aa equaçãoequação químicaquímica dodo processo,processo, éé possívelpossível estabelecerestabelecer relaçõesrelações entreentre
asas quantidadesquantidades dede reagentesreagentes ee dede produtosprodutos e,e, baseandobaseando--sese nelas,nelas, fazerfazerasas quantidadesquantidades dede reagentesreagentes ee dede produtosprodutos e,e, baseandobaseando--sese nelas,nelas, fazerfazer
previsõesprevisões..
EstabelecerEstabelecer taistais relaçõesrelações e,e, aa partirpartir delas,delas, realizarrealizar previsõesprevisões éé oo
queque sese denominadenomina estequiometriaestequiometria ouou cálculoscálculos estequiométricosestequiométricos..
estequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometria
Reação QuímicaReação Química
Equação QuímicaEquação Química
Coeficientes estequiométricoCoeficientes estequiométrico
Representada por
Na qual há
Coeficientes estequiométricoCoeficientes estequiométrico
Proporção entre os Proporção entre os 
participantes da reaçãoparticipantes da reação
Que expressam
Quantidade Quantidade 
em molsem molsEssa proporção envolve, em princípio, a
estequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometria
OsOs coeficientescoeficientes estequiométricosestequiométricos informaminformam aa proporçãoproporção entreentre asas
quantidadesquantidades emem molsmols dosdos participantesparticipantes dede umauma dadadada reaçãoreação química,química,
denominadadenominada proporçãoproporção estequiométricaestequiométrica dessadessa reaçãoreação químicaquímica..
N2 + 3 H2 -> 2 NH3N2 + 3 H2 -> 2 NH3
1 3 2::
Proporção entre mols de 
moléculas 
O O cálculo estequiométrico cálculo estequiométrico determina as quantidades de reagentes determina as quantidades de reagentes 
que devem ser utilizados e de produtos que serão obtidos numa que devem ser utilizados e de produtos que serão obtidos numa 
reação química.reação química.
estequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometriaestequiometria
Relações que envolvem quantidades em mols
Relações que envolvem massas
Relações que envolvem volumes
Relações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em mols
Os coeficientes da reação balanceada indicam uma proporção em
mol de reagentes e produtos participantes de uma reação.
Atenção: As moléculas são entidades muitíssimo pequenas. Embora os
coeficientes nos informem a proporção entre as moléculas que reagem, do
ponto de vista de utilidade macroscópica é mais vantajoso considerar osponto de vista de utilidade macroscópica é mais vantajoso considerar os
coeficientes como indicadores da proporção entre a quantidade em mols
dos participantes de uma reação.
1 mol de moléculas = 6 . 10²³ moléculas
Relações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em mols
1 mol de moléculas = 6 . 10²³ moléculas
N2 + 3 H2 -> 2 NH3
1 3 2::
Proporção entre mols de 
moléculas 
Na síntese da amônia, por exemplo:
Podemos dizer que 6 . 10²³ moléculas de N2 reagirão com 3 . 6 . 10²³
moléculas de H2 produzindo 2 . 6 . 10²³ moléculas de NH3.
Relações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em mols
EXEMPLO 01: Um grupo de engenheiros químicos está projetando uma
indústria de amônia, na qual se deseja produzir diariamente 8,5 t (= 8,5 . 106
g). Entre outras providências, os engenheiros devem estimar as quantidades
de matérias-primas nitrogênio e hidrogênio necessárias, a cada dia, para
atingir a meta desejada. Dessa forma, qual é a quantidade em mols do N2eatingir a meta desejada. Dessa forma, qual é a quantidade em mols do N2e
H2 necessária para produzir diariamente 8,5 . 10
6 g de NH3
N2 + 3 H2 -> 2 NH3
Relações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em molsRelações entre quantidades em mols
N2 + H2 -> NH3
N2 + 3 H2 -> 2 NH3
1 3 2::
Proporção entre mols de 
moléculas 
1 3 2::
moléculas 
Dados: N – 14; H - 1
CONCLUSÃO: Assim, para produzir diariamente 5,0 . 105 mol de amônia, a
indústria gastará, também diariamente, 2,5 . 105mol do reagente gás nitrogênio e
7,5 . 105mol do reagente gás hidrogênio.
No item anterior calculamos as quantidades em mols de nitrogênio e
hidrogênio necessárias à produção de 8,5 . 106 g de amônia. Determine a
massa de cada reagente necessária para produzir diariamente 8,5 t de amônia.
N2 + 3 H2 -> 2 NH3
1 3 2::
Relações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massas
1 3 2::Proporção
A massa
de 1 mol
N2 é 28 g
A massa
de 1 mol
H2 é 2 g
A massa
de 1 mol
NH3 é 17 g
28 g 3 . 2 g 2 . 17 g
8,5 . 106 gyx
Relações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massasRelações entre quantidades de massas
N2 + 3 H2 -> 2 NH3
1 3 2::Proporção
28 g 3 . 2 g 2 . 17 g
8,5 . 106 gyx
28 g 2 . 17 g28 g
x
2 . 17 g
8,5 . 106 g
3 . 2 g 2 . 17 g
8,5 . 106 gy
X = 7,0 . 106 g X = 1,5 . 106 g
CONCLUSÃO: Assim, para produzir diariamente 8,5 t de amônia,a indústria gastará, 
também diariamente, 7,0 t de gás nitrogênio e 1,5 t de gás hidrogênio. ( 1 t = 106 g).
Relações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumes
ATENÇÃO: O volume molar dos gases, a 25 0C e 1 atm, é de 24,5 L.
Tabela. Volumes dos gases a 1 atm e em algumas temperaturas relacionadas
Temperatura (0C) Volume (L)
0 22,4
CNTP
0 22,4
10 23,2
15 23,6
20 24,0
25 24,5
30 24,9
Relações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumes
Determinar o volume de cada um desses reagentes, medidos a 25°C e 1 atm,
necessários à produção de 8,5 t de NH3.
N2 + 3 H2 -> 2 NH3
1 3 2::
O volume molar O volume molar A massa de 1 mol
Proporção:
O volume molar
de gás a 25°C e 1
atm é 24,5 L
O volume molar
de gás a 25°C e 1
atm é 24,5 L
A massa de 1 mol
de NH3 é 17 g
Grandezas envolvidas: Volume Volume Massa
24,5 L 3 . 24,5 L 2 . 17 g
8,5 . 106 gyx
Relações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumesRelações entre volumes
24,5 L 3 . 24,5 L 2 . 17 g
8,5 . 106 gyx
24,5 L
x
2 . 17 g
8,5 . 106 g
3 . 24,5 L 2 . 17 g
8,5 . 106 gy
X = 6,1 . 106 L X = 1,8 . 107 L
CONCLUSÃO: Assim, para produzir diariamente 8,5 t de amônia, a indústria gastará
diariamente 6,1 . 106 L de gás nitrogênio e 1,8 . 107 L de gás hidrogênio, volumes
medidos a 25 ° C e 1 atm.
exercícioexercícioexercícioexercícioexercícioexercícioexercícioexercício
1. As reações de neutralização ácido-base são muito importantes na
Química. Qual é a quantidade em mols de NaOH necessária à completa
neutralização de 5 mol de H2SO4? R. 10 mol
2. O gás cloro é produzido industrialmente a partir do cloreto de sódio. Em
laboratório, contudo, quando é necessária pequenas quantidades desse
gás, pode-se obtê-lo por meio da reação entre o dióxido de mangânes e ogás, pode-se obtê-lo por meio da reação entre o dióxido de mangânes e o
ácido clorídrico, que pode ser assim equacionada:
MnO2(s) + 4 HCl(aq) -> MnCl2(aq) + 2 H2O(l) + Cl 2(g)
Nessa reação, deseja-se utilizar 29 g de dióxido de manganês.
a. Quantos mols de HCl são necessários? R. 1,3 mol
b. Quantas moléculas de cloro serão produzidos? R. 2 . 1023moléculas
exercícioexercícioexercícioexercícioexercícioexercícioexercícioexercício
3. Durante um churrasco, foram queimados 2,4 Kg de carbono grafite, C(graf),
constituinte principal do carvão. Essa queima ocorre de acordo com a
seguinte equação química:
C(graf) + O2(g) -> CO2 (g)
Juntamente com o carbono, gás oxigênio é consumido e gás carbônico é
produzido. Considere que os volumes desses gases fossem medidos a 25°C
e 1 atm, situação em que o volume molar dos gases é 24,5 L.
a. Determine o volume do oxigênio consumido. R. 4,9 m³
b. Determine o volume de gás carbônico produzido. R. 4,9 m³
Bons estudos!Bons estudos!Bons estudos!Bons estudos!Bons estudos!Bons estudos!Bons estudos!Bons estudos!