AulaV Reações Químicas4 QGI

Prévia do material em texto

11/07/2018
1
QUÍMICA GERAL E INORGÂNICA
Reações Químicas-Estequiometria
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Estequiometria - origem grega: stoikheion (elemento) e 
metriã (medida).
Estequiometria é um estudo das medidas dos elementos, ou 
seja, da fração que cada elemento participa em uma reação 
química.
Existem diferentes formas de se utilizar o cálculo 
estequiométrico, elas são utilizadas conforme são requeridas.
RELAÇÕES ENTRE MOL, MASSA MOLAR, MOLÉCULAS, ÁTOMOS E VOLUME
Obs: CNTP = condições normais de temperatura e pressão (0°C e 1atm).
1mol 
- 6,02 x 1023
- Massa (g)
- Coeficiente
- 22,71 Litros (L)
11/07/2018
2
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Relações Molares (Mol – Mol);
Relações Mol – Massa;
Relações Massa – Massa;
Relações Massa – Volume;
Relações entre o número de moléculas (átomos) e massa, quantidade em mols ou volume;
Problemas Envolvendo mais de uma Reação;
Problemas Envolvendo a Lei de Gay-Lussac;
Problemas envolvendo reagentes em excesso ou reagente limitante;
Sistema em que os reagentes são substâncias impuras;
Sistemas envolvendo rendimentos das reações.
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Relações Molares (Mol – Mol)
Os dados da questão e as incógnitas pedidas são expressas 
em termos de mols.
Exemplo: Quantos mols de O2 reagem com 3,17 mols de Al?
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Relações Mol – Massa
Os dados da questão são expressos em termos de mols (ou 
massa) e a incógnita é pedida em massa (ou quantidade em 
mols). Isto é facilmente resolvido aplicando-se um fator de 
conversão.
Exemplo: Quantos mols de ácido clorídrico são necessários 
para produzir 23,4 gramas de cloreto de sódio a partir da 
equação: (massas atômicas: Na = 23; Cl= 35,5)
Relações massa – massa
As informações da questão e as incógnitas pedidas são 
expressas em termos de massa.
Exemplo: Qual a massa de água, dada em gramas, produzida 
a partir de 8g de hidrogênio gás?
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
11/07/2018
3
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Relações Massa – Volume
Os dados da questão são expressos em termos de massa e a 
incógnita é pedida em termos de volume.
Caso o sistema não se encontre nas CNTP, deve-se calcular a 
quantidade em mols do gás e, a seguir, através da equação de 
estado, determinar o volume correspondente.
Nas CPTP (273,15 K; 100 000 Pa) = 22,710 953 ± 0,000 021 L mol-1
Nas CNTP (273,15 K; 101 325 Pa) = 22,413 968 ± 0,000 020 L mol-1
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Exemplo: Calcular o volume de CO2 produzido numa 
temperatura de 27° e pressão de 1 atm, na reação de 16 g de 
oxigênio com monóxido de carbono.
Dado: constante universal dos gases: 0,082 atm·L·mol–1·K–1
2 CO(g) + O2(g)  2CO2 (g)
1mol 2mols 
Problemas Envolvendo Reagentes em Excesso ou 
Reagente Limitante
Quando são fornecidas quantidades (massa, volume, mols, 
etc.) de dois reagentes, devemos verificar se existe excesso 
de algum reagente.
As quantidades de substâncias que participam da reação 
química são sempre proporcionais aos coeficientes da 
equação.
Se a quantidade dos reagentes estiver fora da proporção 
indicada pelos coeficientes da equação, reagirá somente a 
parcela que se encontra de acordo com as proporções.
A parte que estiver em excessos não reage e é considerada 
excesso.
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Exemplo: (PUC/SP) - 10,00g de ácido sulfúrico são adicionados 
a 7,40g de hidróxido de cálcio. Sabe-se que um dos reagentes 
está em excesso. Após completar a reação, restarão?
(H=1, S=32, O=16, Ca=40)
O reagente detectado em excesso não pode ser levado em conta para o 
cálculo da massa pedida.
Ajustar as proporções x g
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
x = 9,8g de H2SO4
Na questão utiliza 
11/07/2018
4
Sistema em que os reagentes são substâncias impuras
Nesta situação é importante calcular a massa referente à parte 
pura, arbitrando que as impurezas não participam da reação. O 
Grau de pureza ( p), é o quociente entre a massa da substância 
pura e a massa total da amostra (substância impura).
Exemplo: (U.E. MARINGÁ/SP) - A decomposição térmica do CaCO3, se dá 
de acordo coma equação. CaCO3→ CaO + CO2. Quantas toneladas de 
óxido de cálcio serão produzidas através da decomposição de 100 toneladas 
de carbonato de cálcio com 90% de pureza? (Ca = 40; O = 16; C= 12)
Parte 1 (calcular como se a pureza fosse 100%)
Parte 2 (Ajustar a pureza)
Sistemas envolvendo rendimentos das reações
Se uma reação química não gera as quantidades esperadas de 
produtos de acordo com a proporção da reação química, 
significa que o rendimento não foi total.
O rendimento de uma reação é o quociente entre a quantidade 
de produto realmente obtida e a quantidade esperada, de 
acordo com a proporção da equação química.
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
132g se o rendimento tivesse sido de 100%, 
mas a reação produziu apenas 118,8 g.
Para calcular o rendimento da reação, temos 
que equacionar o projetado com o obtido
Exemplo: A combustão de 36g de grafite (C) provocou a 
formação de 118,8g de gás carbônico.
Qual foi o rendimento da reação? (C = 12; O = 16) 
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Relações entre o número de moléculas (átomos) e massa, 
quantidade em mols ou volume.
Os dados da questão são expressos em termos de número de 
moléculas ou número de átomos e a quantidade incógnita é 
pedida em massa, mols ou volume.
Exemplo: Quantas moléculas de água são produzidas a partir 
de 16g de oxigênio gás?
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
11/07/2018
5
Problemas Envolvendo mais de uma Reação
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Problemas que envolvem mais de uma reação devem ser 
escritas e balanceadas todas as reações envolvidas no 
problema.
Neste caso, nota-se que é possível efetuar a soma algébrica 
dessas reações, bastando, para isso, multiplicar ou dividir as 
reações a fim de cancelarmos as substâncias intermediárias e 
restar uma única reação.
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Problemas Envolvendo a Lei de Gay-Lussac 
“Os volumes das substâncias gasosas participantes de 
uma reação química, estando nas mesmas condições de 
temperatura e pressão, guardam entre si uma relação 
constante entre os menores números inteiros possíveis”.
Experiência
Volume 
decomposto de 
vapor d'água
Volume 
produzido de 
gás hidrogênio
Volume 
produzido de 
gás oxigênio
1º 1L 1L 0,5L
2º 2L 2L 1L
3º 4L 4L 2L
Vvapor d’água : Vhidrogênio : Voxigênio
2 : 2 : 1
CNTP (273,15 K; 100 000 Pa) = 22,710 953 ± 0,000 021 L mol−1
Exemplo: Se 20,0 litros de CO2 são produzidos durante a 
combustão do pentano, C5H12, quantos litros de O2 estavam 
presentes no inicio da reação?
(Volume molar de um gás nas CNTP = 22,71 L/mol)
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO