Massa Gases e Estequiometria

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RELAÇÕES DE MASSA, GASES E RELAÇÕES ESTEQUIOMÉTRICAS
Capítulos 7, 8 e 9
(Usberco e Salvador)
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O que você precisa saber ao final deste assunto?
 Conhecer a relação entre massa, mol, volume, número de átomos e moléculas entre reagentes e produtos em reações;
 Construir reações, balancear as reações e determinar as relações citadas acima para reagentes e/ou produtos;
 Determinar relações para gases nas CNTP e fora das CNTP;
 Determinar a concentração após uma mistura de soluções.
Para isso você terá SEMPRE que balancear a reação citada no texto e usar a massa atômica dos respectivos átomos envolvidos que é apresentada na sua tabela periódica!
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Como determinar massa atômica ou molecular
As massas atômicas e moleculares podem ser determinadas experimentalmente com grande precisão, usando um aparelho denominado espectrômetro de massa.
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Conceito de massa atômica
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As massas atômicas na Tabela Periódica
A massa de um átomo do elemento potássio é aproximadamente 39 u.
A massa de um átomo
do elemento chumbo é
aproximadamente 207 u.
A massa de um átomo
do elemento neônio é
aproximadamente 20 u.
B
10,8
5
Boro
Número atômico do elemento
Massa atômica do elemento (u)
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Abundância Isotópica
Átomos Isótopos – átomos com mesmo número de prótons. 
1H1 – 99,985%
2H1 – 0,015%
3H1 – 0,000%
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Número de massa x MASSA ATÔMICA
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Calculando a massa atômica
Massa atômica = média ponderada das massas atômicas dos isótopos naturais de um elemento. 
Como calcular a massa atômica do átomo neônio?
Você calculou a massa média do átomo neônio em unidade de massa atômica, mas no cotidiano usamos a unidade gramas. Precisamos converter a massa desse átomo para gramas.
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6 • 1023 = fator de conversão entre o grama (g), que corresponde ao nível macroscópico, e a unidade de massa atômica (u), que corresponde ao nível microscópico.
 1 g = 6 • 1023 u
6,022 · 1023 ou 6,02 · 1023 ou 6,0 · 1023
1 u = 1,66054 · 10–24 g
:
 
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CONSTANTE DE AVOGADRO x massa atômica
Afirmo que: 1 g = 6 • 1023 u 
C – 12u, logo 1 átomo de C tem:
 1g -------- 6,0 · 1023 u
 x --------12 u x = 2x10-23g para 1 átomo de C
Afirmo que: 1 mol tem 6,0 x 10²³ átomos de C
 1 átomo de C -------- 2x10-23g 
 6,0 · 1023 átomos de C -------- x 
 x = 12g para 1 mol de átomos de C
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CONSTANTE DE AVOGADRO X MASSA MOLECULAR
1 molécula de CH4 -------- (12 + 4 x 1)u 
 1g -------- 6,0 · 1023 u
 x --------16 u 
x = 8/3 x 10-23g para 1 molécula de CH4. 
Afirmo que: 1 mol tem 6,0 x 10²³ moléculas de CH4
 1 molécula de CH4 -------- 8/3 x 10-23g 
6,0 · 1023 moléculas de CH4 -------- x 
 x = 16g para 1 mol de moléculas de CH4
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CONSTANTE DE AVOGADRO x Nº DE ÁTOMOS POR MOLÉCULA
	1 molécula de CH4 tem massa molecular de 16u e apresenta 4 átomos; 
	1 mol de CH4 tem massa molar de 16g, apresenta 6,0 · 1023 moléculas e 5 x 6,0 x 1023 átomos para 1 mol de CH4. Sendo que são 1x6x10²³ átomos de C e 4x6x10²³ átomos de H em 1 mol de CH4. 
Afirmo que: 1 mol tem 6,0 x 10²³ moléculas de CH4 onde há 22,4L\mol desse gás nas CNTP (T = 0ºC = 273K; P = 1 atm = 760mmHg = 101325Pa).
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Número de avogadro x mol
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Exercícios
1. Utilizando a tabela periódica calcule :
A massa de 1 mol de Sulfato de sódio.
A massa de 3 x 10²² íons brometo no Brometo de cálcio.
Número de mols em 0,331g de Nitrato de chumbo II.
Número de átomos de C em ½ mol de Glicose (C6H12O6).
A massa de 3,01 x 10²² átomos de H+ no Ácido sulfúrico.
Volume de 0,25mol de gás Neônio.
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Exercícios
Uma pessoa ingeriu 10mg de ácido acético (C2H4O2). Quantos mols, moléculas e átomos de oxigênio foram ingeridos?
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Ataque com gás cloro, orientado por Fritz Haber! ( 1915 –1a. Guerra)
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TRANSFORMAÇÕES GASOSAS
1. Isotérmica (T = constante) – 
2. Isobárica (P = constante) – 
3. Isocórica ou isovolumétrica (V = constante)
1. 
2. 
3. 
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Volume molar dos gases
Volume ocupado por 1 mol de um gás qualquer no estado gasoso.
 Exemplo:
2g de H2 (1 mol) a 0°C e 1 atm ocupam um volume de 22,4 L.
4g de H2 (2 mol) a 0°C e a 1 atm ocupam um volume de 2x22,4 L.
CNTP (condições normais de 
temperatura e pressão)
 T = 0C (273 K);
 P = 1 atm (760 mmHg)
 volume molar = 22,4 L
Vcubo = V bola de futebol = 22,4 L.
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Lei do Gás Ideal e a constante universal dos gases
EQUAÇÃO DE ESTADO DOS GASES PERFEITOS
Para 1 mol de gás ideal
Para R = 0,082 atm . L . mol • K 
P V = n R T
Pressão (Atm)
Volume (Litros)
Número de mols (mol)
n = massa (g) . 
 massa molecular (g/mol)
Temperatura (K)
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Para você consultar!!!
Pressão – 
1 atm = 760mmHg = 760torr = 105Pa(pascal) = 1bar
Volume – 
1 m³ — 1000 L
1 L — 1000 cm³ - 1000 mL — 1 dm3
Temperatura –
TK = t°C + 273
Mol –
1mol – massa da tabela periódica – 22,4L (CNTP)
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Exercícios
2. Um mol de gás Ideal, sob pressão de 2 atm, e temperatura de 27ºC, é aquecido até que a pressão e o volume dupliquem. Pode-se afirmar que a temperatura final do gás vale:
a) 75ºC			b) 108ºC
c) 381 K		d) 1200 K
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Exercícios
3. Um gás à pressão Po e temperatura de 20º C é aquecido até 100ºC em um recipiente fechado de um volume 20cm3. Qual será a pressão do gás a 100ºC? Despreze a dilatação do recipiente.
a) P2 = Po 
b) P2 = 2 Po
c) P2 = 1,27Po 
d) P2 = 5Po
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Exercícios
4. Um gás diatômico X2 está confinado em um recipiente de 200 L, a uma temperatura de 1270C e pressão de 3,28 atm. O número de átomos existente dentro do recipiente é :
a) 1,2 .1025		b) 7,6 .1025
c) 9,1 . 1023		d) 4,6 . 1023
e) 2,4 . 1025
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Exercícios
5. 1,7 t de gás amônia vazou e espalhou-se uniformemente em certo volume da atmosfera terrestre, a 270C e 760 mmHg. Medidas mostraram que a concentração de amônia neste volume de atmosfera era de 25 partes, em volume, do gás amônia, em um milhão de partes, em volume, de ar. O volume da atmosfera contaminado por esta quantidade de amônia foi de :
a) 0,9 . 102 m3		b) 1,0 .102 m3
c) 9,0 . 107 m3		d) 10 . 107 m3
e) 25 . 108 m3
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Proporção estequiométrica entre quantidades
1 mol
3 mol
2 mol
1 N2 (g)
3 H2 (g)
2 NH3 (g)
1 molécula
3 moléculas
2 moléculas
1 N2 (g)
3 H2 (g)
2 NH3 (g)
1 mol
3 mol
2 mol
1 . 6 . 10²³ moléculas
3 . 6 . 10²³ moléculas
2 . 6 . 10²³ moléculas
6 . 10²³
6 . 10²³
6 . 10²³
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Proporção estequiométrica entre quantidades
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http://www.xtec.cat/~erodri24/pagina_quimica/Estequiometria.html
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6. A combustão do metanol (CH3OH) pode ser representada pela equação não balanceada: 
CH3OH + O2  CO2 + H2O. 
Quando se utilizam 5,0 mols de metanol nessa reação, quantos mols de gás carbônico são produzidos? 
7. Quantas moléculas de gás oxigênio reagem com 6 mols de monóxido de carbono, conforme a equação: 
CO + O2   CO2 
8. Na reação, N2 + H2  NH3, qual a massa, em g,  de NH3 obtida, quando se reagem totalmente 18g de H2?
9. Quais são as massas de ácido sulfúrico e hidróxido de sódio necessárias para preparar 28,4g de sulfato de sódio?
H2SO4 + NaOH  Na2SO4 + H2O
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10. Em 200g de calcário encontramos 180g de CaCO3 e 20g de impurezas. Qual o grau de pureza do calcário?
11. O ácido sulfúrico de larga utilização e fator determinante do índice de desenvolvimento de um país, é obtido pela reação 
SO3 + H2O  H2SO4
Reagimos 80g de trióxido de enxofre, nas CNTP, com água em excesso em condições necessárias. Responda:
Qual a massa de ácido sulfúrico obtida nessa reação que tem rendimento igual a 75%?
Qual o volume de SO3 utilizado em uma pressão de 2 atm e temperatura de 60ºC?
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12. Uma das maneiras de impedir que o SO2 um dos responsáveis pela
"chuva ácida", seja liberado para a atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio, em presença de ar, como equacionado a seguir:
 MgO(s) + SO2(g)  O2(g) + MgSO4(s)
Quantas toneladas de óxido de magnésio são consumidas no tratamento de 9,6x103 toneladas de SO2?
a) 1,5 x 102
b) 3,0 x 102
c) 1,0 x 103
d) 6,0 x 103
e) 2,5 x 104
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13. Sabendo que 10,8g de alumínio reagiram completamente com ácido sulfúrico, conforme a reação:
 Al + H2SO4  Al2(SO4)3 + H2, calcule:
a)massa de ácido sulfúrico consumida; b)massa de sulfato de alumínio produzida; c)volume de gás hidrogênio liberado, nas CNTP. 
14. Qual a quantidade máxima de NH3, em gramas, que pode ser obtida a partir de uma mistura de 140g de gás nitrogênio (N2) com 18g de gás hidrogênio (H2), conforme a reação: 
N2 + H2   NH3
 
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15. 32,70g de zinco metálico (Zn) reagem com uma solução concentrada de hidróxido de sódio (NaOH), produzindo 64,53g de zincato de sódio (Na2ZnO2). Qual o rendimento dessa reação? 
16. Para a produção de soda cáustica (NaOH), uma indústria reage carbonato de sódio com hidróxido de cálcio segundo a equação: 
Na2CO3 + Ca(OH)2  CaCO3 + NaOH
Ao reagirmos 265g de carbonato de sódio com 80% de pureza, devemos obter que massa, em gramas, de soda cáustica, sabe-se que o rendimento da reação é de 70%?
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17. Em um balão de vidro de 500 ml, que resiste a pressões de 5 atm, estão para ser colocados em reação 10 g de CaCO3 e ácido em excesso, à temperatura ambiente de 300 K. Se o balão for fechado hermeticamente e a reação for completa, o recipiente resistirá à pressão interna?
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A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
A
D
 a)58,8g  b)68,4g  c) 13,44L
102g 
89,69%
160
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Professor: o número de massa (A) corresponde à soma dos números de prótons e de nêutrons de um átomo. Massa atômica é a média ponderada das massas atômicas dos isótopos naturais de um elemento.
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A testosterona é um hormônio produzido naturalmente pelo nosso organismo e é o principal hormônio ligado ao ganho de massa muscular e a diminuição da gordura corporal.Ela ainda estimula o metabolismo que faz com que o corpo use a gordura acumulada como fonte de energia. De forma contrária, a deficiência desse hormônio está associado à perda de massa muscular, perda de força, acúmulo de gordura corporal, sintomas de cansaço, indisposição e perda do desejo sexual.
A quantidade de testosterona no corpo é um fator limitante para o ganho de massa muscular porque não é possível ganhar mais músculos se os níveis de testosterona não estão equilibrados. A testosterona apesar de ser um “hormônio masculino” é encontrado tanto em homens como em mulheres, ainda que a quantidade de testosterona no corpo das mulheres seja muito menor. 
Em homens o comportamento sexual é muito dependente da testosterona. Estudos indicam que ela é a responsável pelo aumento no desejo sexual. Foi descrito que o aumento dos níveis de testosterona nos homens heterossexuais fez com que o seu interesse pelo sexo oposto aumentasse, e o aumento dos níveis de testosterona para homossexuais intensificou o seu desejo homossexual - ela não converteu um homossexual em um heterossexual, como se acreditou no início.
Homens que perderam seu interesse sexual e a capacidade de ter ereção reverteram esse quadro com tratamentos de reposição de testosterona.
Estudos científicos mostram que o uso inadequado de anabolizantes pode causar sérios prejuízos à saúde, como problemas cardíacos, hipertensão arterial, distúrbios psicológicos provocados pelo aumento da agressividade, complicações hepáticas e redução de hormônios sexuais. Nos homens, pode haver diminuição na produção de espermatozóides, além de atrofia dos testículos e aumento das mamas. As mulheres podem apresentar aumento do clitóris e crescimento excessivo de pêlos.
Efeitos no organismo
Cérebro
* dores de cabeça
* tonturas
* aumento da agressividade
* irritação
* alteração de humor
* comportamento anti-social
*paranóia
Laringe
* alteração permanente das cordas vocais em mulheres (a voz fica mais grave) 
Coração
* aumento do músculo cardíaco, que pode levar a infarto em jovens 
Fígado
* aumento da produção da enzima transaminase, responsável pelo metabolismo das substâncias. O órgão passa a trabalhar demais. Foram registrados casos de tumor, cirrose, icterícia e peliosis hepatis (cistos cheios de sangue que podem levar a hemorragias). 
Rins e aparelho urinário
* retenção de água. Os rins ficam sobrecarregados e, a longo prazo, podem aparecer tumores, queimação e dor ao urinar. 
Aparelho reprodutor
* atrofia dos testículos e dor no saco escrotal
* ginecomastia (crescimento da mama em homens)
* esterilidade feminina e masculina (são necessários de seis a trinta meses para que o homem volte a produzir espermatozóides)
* aumento do clitóris (cresce como se fosse um pequeno pênis)
* alteração do ciclo menstrual
* atrofia do útero e da mama, aumento da libido incialmente e queda depois do uso repetido 
Pele
* acne (tipo grave que deixa cicatriz no rosto e no corpo)
* crescimento excessivo de pêlos nas mulheres
* calvície precoce nos homens
Estrias
Músculos
* aumento da massa muscular pelo depósito de proteínas nas fibras musculares
* diminuição da quantidade de gordura do corpo 
Sistema lipídico
* redução do bom colesterol (HDL) e aumento do mau colesterol (LDL) 
Ligamentos
* mais chances de ruptura por arrancamento 
Ossos
* na puberdade, os anabolizantes aceleram o fechamento da epífises (regiões do osso responsáveis pelo crescimento), reduzindo o período de crescimento, resultando em uma estatura menor. 
Sistema circulatório e imunológico
* aumento do número de hemácias jovens e diminuição dos glóbulos brancos
* hipertensão arterial
Doping em atletas
O uso dos anabolizantes pode ter outro objetivo que não o aumento da massa muscular: o dinheiro obtido com prêmios em competições esportivas. Atletas profissionais são freqüentemente flagrados nos exames antidoping feitos nos campeonatos.
O corredor Ben Johnson, que conseguiu a incrível marca de 9s79 durante a prova de 100m rasos na Olimpíada de Seul, em 1988, perdeu a medalha de ouro depois que o Comitê Olímpico Internacional (COI) registrou traços do anabolizante estanozolol em sua urina. Além da medalha, Johnson perdeu o prêmio de quinhentos mil dólares pago por um patrocinador.
"Um segundo em uma prova de atletismo faz muita diferença e vale muito dinheiro. As punições para os atletas que usam anabolizantes são brandas se levarmos em consideração o número de pessoas que eles lesam", afirma o médico especializado em Medicina do Exercício, Cláudio Gil Araújo.
O controle efetivo do doping entre atletas é recente. Segundo o coordenador do Laboratório de Apoio ao Desenvolvimento Tecnológico (Ladetec), do Instituto de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), o professor Jari Nóbrega Cardoso, foi só a partir da desclassificação de Ben Johnson que os métodos de análise se tornaram satisfatórios. "As técnicas tornaram-se mais sofisticadas e agora conseguimos detectar várias drogas", conta.
O processo é relativamente simples. Uma pequena quantidade de urina do atleta passa por um processo de tratamento que separa as impurezas e concentra um pequeno volume de amostra. Depois, com a ajuda de dois exames - a espectrometria de massas e a cromatografia gasosa - feitos com aparelhos ligados em computadores, é possível verificar se houve uso de anabolizantes.
O resultado é positivo quando aparecem picos quase sem oscilações de testosterona (hormônio masculino e matéria-prima da maioria dos anabolizantes). No organismo normal, as ondas são bem pronunciadas.
O problema do teste antidoping é que o atleta só pode ser punido se forem encontrados traços da droga no organismo e, muitas vezes, o uso é suspenso de três a quatro meses antes da competição - tempo suficiente para o organismo eliminar qualquer evidência. "Nosso trabalho é policial. Se não temos provas nada feito", diz Cardoso. "E dá para perceber
claramente os atletas que usaram anabolizantes", completa o outro coordenador do Ladetec, o professor Francisco Radler de Aquino Neto.
Para tentar driblar os atletas inescrupulosos, o COI criou o Out of Competition, exame que pode ser feito em qualquer dia de treinamento, fora do período de competição. "O COI tem a relação dos prováveis atletas convocados das delegações que participam nas competições internacionais e faz o exame de surpresa. Assim pode detectar o uso de anabolizantes antes que o atleta pare de usá-lo", explica Araújo.
Como age a droga
A maioria dos anabolizantes esteróides são derivados sintéticos do hormônio masculino testosterona, geralmente retirado do testículo do boi. A substância faz o anabolismo protéico, um aumento da síntese de proteínas no organismo, que associada a exercícios físicos aumenta a massa muscular e a força.
Tanto homens quanto mulheres produzem normalmente a testosterona, sendo que elas em quantidade muito menor. A hipófise, glândula localizada no cérebro, produz uma substância chamada gonadotrofina que avisa aos órgãos reprodutores que é necessária a produção da testosterona. Quando a testosterona está circulando no sangue, um mecanismo desliga a hipófise, que pára de enviar sinais para o organismo.
Mas quando se consome testosterona sintética, o organismo suspende o comando de liberação de ganadotrofina pela hipófise e, conseqüentemente, as funções dos testículos, onde se fabricam o hormônio e os espermatozóides. Por isso, o uso de anabolizantes causa infertilidade que, na maioria dos casos, é reversível com a suspensão do uso da droga.
Os anabolizantes não esteróides, como os aminoácidos, ajudam a sintetizar proteínas. São como os tijolos de uma parede. Só têm algum efeito se associados a superalimentação e exercícios físicos. Com uma dieta bem balanceada, com grande quantidade de proteínas, obtém-se o mesmo efeito, sem os riscos dos anabolizantes, que variam de sobrecarga dos rins a obesidade.
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Professor: coeficientes estequiométricos informam a proporção entre as quantidades em mols de reagentes e produtos de uma reação química.
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