Química Aplicada à Engenharia - 6

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CÁLCULO 
ESTEQUIOMÉTRICO
Cálculo Estequiométrico
 Composição estequiométrica – Fórmula estequiométrica é o 
estudo da relação entre a fórmula de um composto e a 
proporção de seus elementos constituintes.
 Significado das fórmulas químicas
 Ex:C10H14O4
 Quantitativamente
 10 átomos de C
 14 átomos de H 
 4 átomos de O
C10H14O4 – um mol de moléculas – 198 g
Logo, a análise elementar do composto será:
%𝐶 =
120
198
∗ 100 ≅ 60,6
%𝐻 =
14
198
∗ 100 ≅ 7,07
%𝑂 =
64
198
∗ 100 ≅ 32,3
 Qualitativamente
 Representa o nome de uma substância. Ex: C10H14O4 –
Nicotina
 Determinação da análise elementar a partir de 
fórmulas
 Ex: O ácido butírico, um composto produzido quando a 
manteiga se deteriora, tem a fórmula C4H8O2. Qual é 
a análise elementar do ácido butírico?
R : %C = 54,5
%H = 9,17
%O = 36,3
Cálculo Estequiométrico
 Determinação da fórmula empírica a partir de uma 
análise elementar
 Ex: Acredita-se que o nitrato de peroxiacetila (NPA) 
desempenha um papel na formação da neblina 
fotoquímica. Ele tem a seguinte composição percentual 
em massa: 19,8% de C; 2,5% de H; 66,1 % de O e 
11,6% de N. Qual é a fórmula empírica do (NPA)?
R: C2H3O5N
Cálculo Estequiométrico
 Determinação da fórmula molecular
 Se a fórmula empírica de um composto molecular é
conhecida, então somente um pouco mais de informação é
necessária a fim de determinar a fórmula molecular. Esta
informação é a sua massa molecular.
 Ex: O etano é um composto molecular que tem a fórmula
empírica CH3. A massa molecular do etano determinada
experimentalmente é 30. Encontre a fórmula molecular do
etano.
R: C2H6
Cálculo Estequiométrico
 As equações químicas
 Ex: 
Cálculo Estequiométrico
Reagentes Produtos
Equação Balanceada
 Equação não-balanceada
Cálculo Estequiométrico
C - 1 
O - 2 
H - 4
Reagentes Produtos
C - 1 
O - 3 
H - 2
=
≠
≠
C - 1 
O - 2 
H - 4
C - 1 
O - 4 
H - 4
=
≠
=
C - 1 
O - 4 
H - 4
C - 1 
O - 4 
H - 4
=
=
=
 Ex: Balanceie a equação da queima do butano, C4Hl0, pelo 
oxigênio, para formar dióxido de carbono e água.
R: 1C4Hl0 + 13O2 4CO2 + 5H2O
Cálculo Estequiométrico
 Reações Químicas
Cálculo Estequiométrico
As substâncias que iniciam uma reação química são chamadas
reagentes, enquanto que aquelas que são obtidas são chamadas
produtos da reação. Diz-se então que os reagentes são
transformados nos produtos.
Leis Ponderais
 A Lei de Lavoisier
“Desde que uma reação química seja realizada num 
sistema fechado, não se observa variação de massa 
no processo.”
 Lei de Proust
“As substâncias reagem em proporções fixas e 
definidas”
N2 + H2 NH31 3 2
2 Volumes3 Volumes1 Volume
44,8 L (nas CNTP)67,2 L (nas CNTP)22,4 L (nas CNTP)
12,04 x 1023 Moléculas18,06 x 1023 Moléculas6,02 x 1023 Moléculas
34 gramas6 gramas28 gramas
2 mols de NH33 mols de H21 mol de N2
Cálculo Estequiométrico
Qual a massa de NH3 produzida a partir de 33,6 
gramas de N2? 
N2 + H2 NH31 3 2
28 g de N2 34 g de NH3
33,6 g de N2
X g de NH3
X = 40,8 g de NH3
1 2
Cálculo Estequiométrico
Qual o volume de H2 nas CNTP consumido na 
produção de 6 mols de NH3 ? 
N2 + H2 NH31 3 2
68,13 L (nas CNTP) 2 mols de NH3
X L (nas CNTP) 6 mols de NH3
X = 204,39 L
3 2
Cálculo Estequiométrico
Rendimento das Reações
Rendimento das Reações
Rendimento Real de um Produto
• Quantidade obtida no final da reação, medida em gramas ou mols 
(quantidade medida)
Rendimento Teórico
• É a massa que deveríamos obter se não houvessem perdas ou produtos 
secundários (quantidade calculada com base numa equação química).
Rendimento Percentual =
Rendimento Real
Rendimento Teórico
× 100
Rendimento das Reações
Exercício de Rendimento
Exercício de Rendimento
Qual o rendimento da reação, sabendo que 
foram produzidos 35,7 gramas de NH3 a partir 
de 42 gramas de H2? 
28 g de N2 34 g de NH3
42 g de H2 X g de NH3
X = 51 g de NH3 100% rend
35,7 gramas Y% rend
Y = 70 %
N2 + H2 NH31 3 21 2
Rendimento das Reações
O reagente consumido em primeiro lugar numa
reação química é designado reagente limitante. Os
outros reagentes dizem-se em excesso.
Reagente Limitante
Qual a massa de reagente em excesso sabendo que 
8,4 gramas de N2 reagem com 2,5 gramas de H2 ?
28 g de N2 6 g de H2
8,4 gramas X g de H2
X = 1,8 g de H2
2,5 – 1,8 = 0,7
N2 + H2 NH31 3 21 3
Reagente Limitante
Qual a massa de reagente em excesso sabendo que 
8,4 gramas de N2 reagem com 2,5 gramas de H2 ?
N2 + H2 NH31 3 2
28 gramas 6 gramas
X gramas 2,5 gramas
X = 11,6 g de N2
Reagente Limitante
28 gramas 6 gramas
8,4 gramas X gramas
X = 1,8 g de H2
2,5 – 1,8 = 0,7
Qual a massa de reagente em excesso sabendo que 
8,4 gramas de N2 reagem com 2,5 gramas de H2 ?
N2 + H2 NH31 3 2
Reagente Limitante
Qual o volume de H2 consumido na produção de 
6 litros de NH3? 
3 L de H2 2 L de NH3
X L 6 L de NH3
X = 9 L
N2 + H2 NH31 3 23 2
Reagente Limitante