U4 REAÇÕES ESTEQUIOMETRIA

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Química Geral 
Reações- Estequiometria 
2QUI046 
Maria Josefa 
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QUÍMICA GERAL I 
Profa. Maria Josefa Santos Yabe 
 
UNIDADE 4- REAÇÕES - ESTEQUIOMETRIA 
 
Interpretando coeficientes estequiométricos 
cálculo de mol 
reagentes limitantes 
composição química a partir de medidas de massa 
Estequimetria de reações em solução 
concentração molar 
volume de solução necessário para a reação 
titulação 
 
 
 
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OBJETIVOS 
Interpretar equações químicas quantitativamente 
Predizer a quantidade de produto formado em uma reação 
Calcular as quantidades de reagentes necessárias 
Usar medidas de massa e volume para determinar as composições dos 
compostos 
 
 
Cálculos estequiométricos em reações químicas são úteis, por 
exemplo, para calcular a quantidade de hidrogênio e oxigênio 
necessária para lançar um foguete no espaço 
 
Uma equação balanceada pode ser usada para fazer predições 
numéricas sobre o resultado da reação 
 
 
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INTERPRETANDO COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTRICOS 
Na equação química: 
2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) 
 
 
Coeficientes estequiométricos 
são os números que multiplicam as fórmulas químicas em uma equação 
química balanceada 
apresentam a quantidade de matéria de cada substância que é consumida 
ou produzida na reação 
 
CÁLCULOS DE QUANTIDADE DE MATÉRIA (Q, mol) 
a interpretação dos coeficientes estequiométricos como Q(mol) abre 
caminho para uma ampla faixa de cálculos: 
 
2 mols 1 mol 2 mols 
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Qtdde de uma substância que reage 
Normalmente o interesse está voltado para a qtdde de produto formado 
qdo a qtdde dos reagentes não é aquela dos coeficientes 
estequiométricos na equação 
A qtdde de reagente (mol) que participa da reação pode ser 
relacionada com a qtdde de produto (mol) formado 
 
ExRE1. Qual a QM (mol) de água é formada qdo 0,25 mol de H2 reage 
com O2? 
Relação estequiométrica: 2 mol H2 = 2 mol H2O 
 
 
Qtdde H2O (mol) = 0,25 mol H2  = 
 
 
FATOR DE CONVERSÃO
Informação 
necessária 
Informação 
dada Fator de 
conversão
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Calculando a QM que toma parte na reação 
RE1. Que qtdde de N2 (mol) é necessária para produzir 5,0 mol de NH3 
na síntese de Haber? A equação para a síntese é: 
 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g ) 
RE2. Que qtdde de NH3 (mol) pode ser produzida a partir de 2,0 mol de 
H2 se todo o H2 reage? 
 
Massa que participa na reação 
converter as massas dos reagentes em gramas para QM (mol) usando 
a massa molar do reagente 
usar a reação estequiométrica (equação balanceada) para converter 
qtdde de reagente (mol) para qtdde de produto (mol) 
converter qtdde de produto (mol) para massa de produto (g) usando a 
massa molar do produto 
 
 
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Figura RE1. Diagrama: uso da relação estequiométrica para 
procedimentos de cálculos 
 
Predizendo a massa de um produto 
RE3. Qual a massa de Fe que pode ser obtida a partir de 10,0 kg de 
Fe2O3 presente no minério de ferro pela reação: 
 Fe2O3(s) + 3CO(s) 2Fe(s) + 3CO2(g) 
RE4. Um problema ambiental, merecedor de atenção, é o aumento de 
CO2(g) na atmosfera. Calcular a massa de CO2 produzida qdo 100 
g de propano (C3H8) é queimada. A equação de combustão é: 
 C3H8(g) + 5O2(g) 3CO2(g) + 4H2O(g) 
mol Reação estequiométrica mol
massas
moldado
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RE5. Calcular a massa de amônia produzida qdo 50 kg de hidrogênio é 
usada para sua síntese na reação: 
 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 
 
Calculando a massa necessária de um reagente para reagir 
completamente com outro reagente 
RE6. Que massa de alumínio é necessária para reagir completamente 
com 10,0 kg de óxido de crômio (III) e produzir crômio metálico 
na reação: 
 2Al(l) + Cr2O3(s) Al2O3(s) + 2Cr(l) 
RE7. Calcular a massa de potássio necessária para reagir com 0,450 kg 
de gás hidrogênio e produzir hidreto de postássio na reação: 
 2K(l) + H2(g) 2KH(s) 
 
 
 


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RENDIMENTO 
TEÓRICO- é a qtdde máxima de produto que pode ser obtida, de 
acordo com a estequiometria da reação, a partir de uma 
certa qtdde de um reagente específico 
PRÁTICO- é a porcentagem de seu rendimento teórico conseguido na 
prática 
 R R
R
pratico
teorico
%  100% 
 
Figura RE2. (a) O rendimento de um produto pode ser 100 
% se não houver reagentes competidores; (b) Se um reagente 
pode tomar parte em várias reações simultaneamente, então o 
rendimento de um determinado produto pode ser menor do 
que 100 % na prática, porque produtos secundários também 
podem ser formados 
 
 
 
Reagentes 
Produto 1 
Produto 1 
(a) 
(b) 
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Figura RE3. Se carbeto de cálcio reage para dar a qtdde 
estequiométrica de acetileno, pode ser esperado o volume 
indicado como Rendimento teórico. Na prática, é obtido 
um volume menor do que 100 % de acetileno. 
 
 
Calculando o rendimento 
RE8. Qdo uma grande qtdde de água foi adicionada a 100 g de carbeto 
de cálcio, 28,3 g de acetileno foram produzidas (figura RE3). 
Calcular o rendimento de acetileno na reação: 
 CaC2(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(s) + C2H2(g) 
RE9. Calcular o rendimento do nitrito de chumbo qdo 24,0 g de nitrato 
de potássio foi aquecida com chumbo, foram formadas 13,8 g de 
nitrito de potássio na reação: 
 Pb(s) + KNO3(s) PbO(s) + KNO2(s) 
Rendimento 
teódico 
Produto 1 
Reação 
C2H2 Rendimento 
prático 
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REAGENTE LIMITANTE 
é o reagente que governa o rendimento teórico do produto em uma 
reação 
 
 
 
 
 
 
 
Figura RE4. O papel do reagente limitante: só é produzida a qtdde do produto final permitida 
pelo reagente limitante. Cada carro precisa de 4 pneus 
 
 
 
 
Reagente Produto
Excesso de 
reagente 
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Calculando a massa de um reagente limitante 
RE10. Qto de óxido de crômio (III) da amostra original no RE6 deveria 
ser mantida se 2,54 kg de alumínio foram usadas para sua 
redução? 
RE11. Na preparação de hidreto de potássio mencionado no RE7, foram 
usadas 25,0 g de potássio, mas a mesma qtdde de hidrogênio 
estava disponível. Que massa de potássio deveria restar no final 
da reação? 
Identificando o reagente limitante 
RE12. A reação do carbeto de cálcio com água produz gás acetileno 
inflamável com chama brilhante e luminosa. Hoje esta reação é 
uma rota importante para materiais inorgânicos e orgânicos. Qual 
é o reagente limitante qdo 100 g de água reagem com 100 g de 
carbeto de cálcio? A equação química: 
 CaC2(s) + 2H2O(l) Ca(OH)2(s) + C2H2(g) 
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RE13. Qual é o reagente limitante qdo 100 kg de hidrogênio reagem 
com 800 kg de nitrogênio na síntese da amônia? A equação 
química é: 
 N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g) 
 
Usando o reagente limitante para calcular rendimento 
RE14. Na reação: CCl4(g) + 2HF(g) CCl2F2(g) + 2HCl(g) 
para a manufatura do composto CCl2F2(g) (freon-12), 100,0 g de 
CCl4 são misturadas a 30,00 g de HF.Que massa de freon-12 
pode ser produzida e que massa de excesso de reagente 
permanece no final da reação? 
RE15. (a) Identificar o reagente limitante na reação 
6Na(l) + Al2O3(s) 2Al(l) + 3Na2O(s) qdo 5,52 g de sódio 
são misturadas à 5,10 g de Al2O3; (b) Que massa de alumínio 
pode ser produzida; (c) qual a massa de reagente em excesso 
permanece no final da reação? 
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COMPOSIÇÃO QUÍMICA A PARTIR DA MASSA 
os cálculos desenvolvidos até agora podem ser usados para determinar a 
composição de compostos e, para a determinação de fórmulas empíricas 
 
Determinado a fórmula empírica a partir das massas de reagentes e 
produtos 
RE16. Uma amostra de magnésio de massa 0,450 g reage com excesso 
de nitrogênio para formar 0,623 g de nitreto de magnésio. 
Determinar sua fórmula empírica. 
RE17. Uma amostra de magnésio de massa 1,546 g reage com fluoreto 
para formar 2,649 g de fluoreto de bromo. Determinar a fórmula 
empírica do composto. 
Determinado a fórmula empírica a partir da análise da combustão 
RE18. Uma reação de combustão foi realizada com 1,621 g de etanol, 
que sabe-se, contém somente C, H e O. As massas de água e 
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dióxido de carbono produzidas foram 1,902 e 3,095 g 
respectivamente. Qual é a fórmula empírica do etanol? 
RE19. Qdo uma amostra de 0,528 g de sacarose, um composto de C, H 
e O foi queimada, 0,306 g de água e 0,815 g de dióxido de carbono 
foram formadas. Deduzir a fórmula empírica da sacarose. 
 
 
ESTEQUIOMETRIA DE REAÇÕES EM SOLUÇÃO 
os químicos estudam geralmente reações em solução, particularmente 
soluções aquosas 
 
 
 
 
 
 
mol Reação estequiométrica mol
massas 
moldado 
Volume das 
soluções
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CONCENTRAÇÃO MOLAR- de um soluto em uma solução é a qtdde 
(mol) de soluto por litro de solução 
 
 X mol
L
soluto
solucao
 (mol/L) 
 
 
Calculando a concentração molar de um soluto 
RE20. Um estudante preparou uma solução de nitrato de potássio, 
dissolvendo 1,345 g do sal em qtdde suficiente de água para 
preparar 25,00 mL de solução. Qual a concentração molar do nitrato 
de potássio na solução? 
RE21. Calcular a concentração molar de NaCl em uma solução feita 
dissolvendo 2,357 g de cloreto de sódio em qtdde suficiente de água 
para preparar 75,00 mL de solução. 
 
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Preparando uma solução de concentração específica 
RE22. Calcular a massa de permanganato de potássio necessária para 
preparar 250 mL de solução de KMnO4(aq) 0,0380 M. 
RE23. Calcular a massa de glicose necessária para preparar 150mL de 
solução de C6H12O6(aq) 0,442 M. 
 
 
Transferindo uma qtdde específica de um soluto 
Que volume da solução contém uma qtdde específica de soluto? 
 
ExRE2. Retirar 0,760 mmol de KMnO4 da solução preparada no RE22, 
KMnO4(aq) 0,0380 M. 
1 L solução = 0,0380 mol KMnO4 
Vsolução = 0,760 mmol KMnO4   = 
 
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pequenas qtddes de substâncias podem ser transferidas facil e 
precisamente por sua dissolução em qtdde manuseável do solvente e 
medindo um Volume da mesma correspondente à qtdde de soluto 
desejada 
 
DILUIÇÃO 
as soluções podem ser usadas para transferir qtddes muito pequenas 
de uma substância 
importante qdo: 
 uma pequena qtdde da amostra está disponível 
 custo muito alto da substância 
 a amostra em análise contém uma qtdde mínima da substância de 
interesse 
Q mol V L mol
Lsoluto transferido
soluto
solucao
( ) ( )  
 
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Calculando o volume da solução a ser diluída 
RE24. Que volume da solução de KMnO4(aq) 0,0380 M deve ser usado 
para preparar 250 mL de uma solução de KMnO4(aq) 1,50  103 M? 
RE25. Calcular o volume da solução de HCl(aq) 0,0155 M que deverá 
ser usado para preparar 100 mL de uma solução aquosa de HCl(aq) 
5,23  104 M? 
 
 
O pH DAS SOLUÇÕES 
o pH é amplamente usado em toda a química 
pH = log[H+] 
 
 
 
 
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ExRE3. Se a [H+] = 4,2  104 M, o pH da solução é: 
pH = log(4,2  104) = 
 qto maior o pH, menor a concentração de íons H+ 
Se a [H+] = 8,4  104 M, o pH da solução é: 
pH = log(8,4  104) = 
 
Conversão entre pH e concentração molar 
RE26. O pH de uma chuva ácida está na faixa de 3,0 a 5,8. Qual é a 
faixa de concentração molar de íons hidrogênio? 
RE27. Calcular a concentração molar de íons hidrogênio no vinagre, 
cujo pH é 2,8. 
 
 
 
 
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VOLUME NECESSÁRIO DA SOLUÇÃO PARA A REAÇÃO 
o volume necessário de uma solução para reagir com um certo 
volume de outra solução pode ser calculado 
 
 
 
 
 
 
Calculando o volume da solução necessária para a reação 
RE28. Calcular o volume de HCl(aq) 0,250 M necessário para neutralizar 
completamente 25,00 mL de NaOH(aq) 0,100 M. A equação química 
para a reação de neutralização é: 
HCl(aq) + NaOH(aq)_ NaCl(aq) + H2O(l) 
RE29. Calcular o volume de NaOH(aq) 0,220 M que deve ser adicionado 
para reagir completamente com 25,0 mL de H2SO4(aq) 0,743 M. 
Mol 
de A
Reação 
estequiométrica
Volume 
da 
solução
Mol 
de B
Volume 
da 
solução
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TITULAÇÃO 
Análise volumétrica- método analítico que usa medidas de volume Usa 
técnicas para determinar: 
 composição de misturas 
 concentrações de solutos 
 fórmulas químicas de compostos 
 
Titulação- análise da composição através da medida de volume de uma 
solução necessário para reagir com um certo volume de outra 
solução 
Analito- solução de concentração desconhecida 
Titulante- solução de concentração conhecida 
Ponto estequiométrico- ponto no qual o volume suficiente do titulante 
foi adicionado ao analito para completar a reação 
 
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Determinando a concentração através da titulação 
RE30. Uma amostra de vinagre (solução diluída de CH3COOH) foi 
titulada com NaOH(aq) 0,500 M. O ponto estequiométrico foi 
atingido qdo 38,1 mL da base foram adicionados. Determinar a 
concentração molar de ácido acético no vinagre. A equação química 
para a reação é: 
 CH3COOH(aq) + NaOH(aq)_ NaCH3CO2(aq) + H2O(l) 
RE31. Um estudante preparou uma amostra de ácido clorídrico com 
0,72 g de HCl em 250 mL de solução. Esta solução ácida foi usada 
para titular 25,0 mL de uma solução de hidróxido de cálcio. O 
ponto estequiométrico foi atingido qdo 15,1 mL do ácido foram 
adicionados. Qual a concentração da solução de hidróxido de 
cálcio?