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Cálculo estequiométrico Uma equação química relaciona-se tanto ao processo que ocorre na prática envolvendo massas consideráveis de reagentes e produtos, quanto às idéias que explicam o processo ao nível do número de partículas e átomos envolvidos. Em função disso pode-se fazer previsões sobre as quantidades de reagentes e produtos envolvidos numa transformação química. Na atividade industrial, essa previsão tem papel fundamental no planejamento.Essa previsão denomina-se cálculo estequiométrico. O cálculo estequiométrico visa determinar as quantidades em massa, número de mols, número de átomos e moléculas ou volume de substâncias envolvidas numa reação química a partir da equação correspondente. É de extrema importância no Laboratório e na indústria, pois permite que se calcule teoricamente a quantidade de reagentes a serem usados em uma reação, prevendo a quantidade de produtos que serão obtidos em condições determinadas. O objetivo econômico de toda indústria que envolve processos químicos é produzir substâncias em quantidades suficientes, usando a menor quantidade possível de reagentes e com o menor custo obtendo assim a melhor relação custo/beneficio. Tintas de impressão usando Araldite Produtos: Partes em peso Araldite GT 6071 25 Araldite GT 6084 06 Acetato de Etil Glicol 36 Silicone L45 02 Pigmentos 14 Esmalte pala unhas com o Araldite Araldite GZ 488N 40 l00g Dióxido de Titânio Rutilo 20g Mek (metil etil cetona) 50g Acetato de Butila 5g Pigmento vermelho 1g A presença de impurezas nos reagentes, a rapidez da transformação em estudo, e consequentemente, a granulação dos materiais, o contato entre reagentes, a agitação, bem como as condições de temperatura e pressão, são fatores que influem na quantidade de reagentes consumidos e de produtos formados num processo. Além desses, a eficiência da aparelhagem utilizada também deve ser considerada. Conhecer esses fatores permite propor modificações nos procedimentos Há fatores que não são evitados, por exemplo, por implicarem que a matéria-prima receba previamente um tratamento a fim de melhorar suas qualidades, o que, na maioria das vezes, é muito dispendioso. Exemplo O boro é encontrado em alimentos como frutas, verduras e legumes em quantidades muito pequenas e é ótimo para prevenção da osteroporose e são recomendados 3mg diariamente. Qual a quantidade da matéria (mol) de boro em 3 mg? 1.A acrilonitrila C3H3N é matéria prima da fabricação de fibra sintética ( acrílica). Pode ser obtida pela reação: 4C3H6(g) + 6NO (g) 4 C3H3N(g) + 6H2O (g) + N2 (g) Quantas gramas de acrilonitrila são obtidas pela reação de 651 g de propeno? 2.O cloreto de alumínio é preparado por: 2Al(s) + 6 HCl (g) 2 AlCl3(s) + 3 H2(g) Suponha que o recipiente da reação contenha 0,35 mol de HCl. Quantos mols de cloreto de alumínio podem ser preparados? A quantidade máxima de produto que pode ser obtida numa reação química é a produção teórica. Porém em toda operação química há certa perda na separação e na purificação dos produtos. A produção real de um composto, isto é a quantidade que se obtém realmente pode ser menor do que a produção teórica. A relação entre a quantidade de produtos obtida na prática e a quantidade prevista a partir da equação química é chamada de rendimento do processo químico. No planejamento dos processos industriais, os fatores que influem no rendimento são analisados e controlados a fim de que se obtenha quantidades máximas de produto a partir do mínimo de matéria- prima. Exercícios 1. A combustão do C4H10 produz CO2 e H2O. Qual a quantidade (em mols) de dióxido de carbono produzida na queima de 0,15 mol de butano? 2. Na combustão de 0,25 mol de etanol, qual o volume de gás carbônico liberado? 3.O tungstênio é usado nos filamentos de lâmpadas de incandescência. O metal é obtido por: WO3(s) + 3 H2(g) W (s) + 3H2O (g) Quantas gramas de W podem ser obtidas na reação com 4,8g de H2 ? 4. O KO2 é usado em máscaras de respiração para gerar oxigênio. 4KO2 + 2 H2O (l) 4 KOH (s) + 3 O2 (g) Partindo-se de 0,35 mol de superóxido quantos mol de O2 podem ser produzidos? 5. O metanol é preparado industrialmente pela reação: CO(g) + 2H2(g) CH3OH (g) Num ensaio de laboratório partindo-se de 10,2 g de H2. Quantas gramas de metanol seriam produzidos na reação completa? 6.Deseja-se neutralizar 0,73g de HCl do estômago de um paciente . Dada a equação não balanceada HCl + Mg(OH)2 MgCl2 + H2O Qual a massa de hidróxidode Mg que deve ser dada a esse paciente? 7. O gás liqüefeito de petróleo (GLP) é constituído de C3H8 ou de C4H10 ou uma mistura de ambos. Suponha que o fogão utilize um GLP constituído somente de C3H8 e que ficou aceso durante um certo tempo, depois do qual consumiu na combustão um total de 24L de O2 medido nas CNTP. Calcule o volume de propano gasto. 8. Uma maneira 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. MgO(s) + SO2(g) + ½ O2(g) MgSO4(s) Quantas g de Oxigênio são consumidas no tratamento de 9,6.10 3 g de SO2 com um rendimento de 90%? 9.O salicilato de metila é preparado por: C7H6O3 + CH3OH C8H8O3 + H2O Numa experiência utiliza-se 1,5g de ácido salicílico e a produção de salicilatode metila é de 1,31g. Qual o rendimento percentual? 10..Nos motores movidos a gás hidrogênio, ocorre o seguinte processo: 2H2 (g) + O2(g) 2H2O(g) Qual o volume de água produzido a partir de 2g de gás hidrogênio? 11.A preparação do mercúrio, cujo minério mais importante é o cinábrio (HgS) pode ser resumida pela equação: HgS + O2 Hg + SO2 A partir de 11,6g de HgS, um químico obteve 9,5g de mercúrio. Calcule o rendimento do processo. 12. Na combustão de uma fita de magnésio foram utilizados 44,8 litros de ar, nas CNTP, de acordo com o seguinte processo: 2Mg+ O2 2 MgO Determine a massa de MgO obtida com rendimento de 88%. 13. A água oxigenada, solução aquosa de água oxigenada é guardada em frascos escuros para evitar a decomposição H2O2 H2O + 1/2 O2 Calcule o volume de gás oxigênio produzido pela decomposição de 170g de água oxigenada. 14.Considere o seguinte processo: 4NH3 + 5 O2 4NO+ 6H2O. Adicionando- se 14 mol de amônia , qual será a quantidade de óxido obtido?
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