Fórmula e equações químicas

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Fórmula e equações 
químicas
ANA CRISTINA BRITO
Átomos, moléculas e íons
 Teoria atómica de Dalton (1808)
a) Os elementos são formado por partículas extremamente 
pequenas denominadas de átomos. Todos os átomos de um 
determinado elemento são idênticos e apresentam o mesmo 
tamanho, massa e propriedades químicas;
b) Os compostos são constituídos por átomos de mais de um 
elemento, o numero relativo de átomos de um elemento em 
um composto é sempre o mesmo (lei das proporções 
múltiplas);
Oxigênio nas moléculas de CO e CO2
Monóxido de Carbono
Dióxido de Carbono
2
c) As reações química ocorrem uma reorganização dos
átomos. Os átomos não são criados nem destruídos em uma
reação química.
Átomos, moléculas e íons
+ X2Y
Átomos, moléculas e íons
Átomos, moléculas e íons
J.J. Thomson, masa medida/carga de e-
(1906 Premio Nobel en Física)
Tubo de Raios Catódicos
Anodo
Cátodo
Átomos, moléculas e íons
Tubos de raios catódicos
Átomos, moléculas e íons
Medida da masa de e-
(1923 Nobel Prize in Physics)
Experimento de Millikan
Atomizador
Gotas de óleoPlaca carregada
Pequeno 
orifício
Placa carregada Gotas de óleo aspergidas 
e observadas
Observación 
con microscopio
•Utilizando este experimento, Millikan determinou que a carga no elétron é 1,60 x 10-19 C.
•Conhecendo a proporção carga-massa, 1,76 x 108 C/g, Millikan calculou a massa do 
elétron: 9,10 x 10-28 g.
•Com números mais exatos, concluimos que a massa do elétron é 9,10939 x 10-28 g.
Átomos, moléculas e íons
Três tipos de 
raios emitidos 
por elementos 
radiativos
Câmara de 
chumbo
Substância 
radioativa
Átomos, moléculas e íons
Modelo Átomo de Thomson
A carga positiva está 
dispersa sobre toda a esfera
Átomos, moléculas e íons
1. A carga positiva do átomos se concentra no núcleo
2. O próton (p) tem carga oposta (+) ao do elétron (-)
3. A massa de p é 1840 x massa do e- (1.67 x 10-24 g)
Velocidade da partícula  ~ 1.4 x 107 m/s
(~5% da velocidade da luz)
(1908 Premio Nobel en Química)
Experimento de 
Rutherford
Emissor de 
partículas 
Placa de filme
Abertur
a
Lâmina de ouro
Átomos, moléculas e íons
Microscópico
átomos e moléculas
Macroscópico
Massa (g)
Por definição:
1 átomo de 12C “pesa” 12 uma
Utilizando essa escala:
1H = 1,008 uma
16O = 16,00 uma
Massa atômica é a massa de um átomo
expressa em unidade de massa atômica (uma)
Átomos, moléculas e íons
7,42 x 6,015 + 92,58 x 7,016
100
= 6,941 uma
Massa atômica média do lítio:
O Lítio é encontrado na natureza:
7,42% 6Li (6,015 uma)
92,58% 7Li (7,016 uma)
Átomos, moléculas e íons
Número atómico (Z) = número de próton no núcleo
Número massa(A) = numero de prótons + numero de nêutrons 
= número atómico (Z) + número de nêutrons
Isótopos são átomos de um mesmo elemento (X) com 
diferentes números de nêutrons em seu núcleo.
XAZ
H11 H (D)
2
1 H (T)
3
1
U23592 U
238
92
Número massa
Número atómico
Símbolo do elemento
Átomos, moléculas e íons
Masa atómica media (6,941)
Átomos, moléculas e íons
O mol é a quantidade de matéria de um sistema que contém 
tantas entidades elementares quanto são os átomos contidos 
em exatamente 12,00 gramas de 12C
1 mol = NA = 6,0221367 x 10
23
Número de Avogadro (NA)
Dezena= 12
Par = 2
Átomos, moléculas e íons
Massa molar é a massa de 1 mol de em gramas
sapatos
átomos
1 mol de átomos 12C = 6,022 x 1023 átomos = 12,00 g
1 átomo 12C = 12,00 uma
1 mol de átomos 12C = 12,00 g 12C
1 mol de átomos de litio = 6,941 g de Li
Para qualquer elemento
massa atômica (uma) = massa molar (gramas)
Átomos, moléculas e íons
Mol: medida conveniente de quantidades químicas.
• 1 mol de algo = 6,0221421 x 1023 daquele algo.
• Experimentalmente, 1 mol de 12C tem uma massa de 12 g. 
Um mol de:
C S
Cu Fe
Hg
Massa molecular (o peso molecular) é a soma das
massas atómicas de uma molécula.
SO2
1S 32,07 uma
2O + 2 x 16,00 uma 
SO2 64,07 uma
Para uma molécula qualquer
massa molecular (uma) = massa molar (gramas)
1 molécula SO2 = 64,07 uma
1 mol SO2 = 64,07 g SO2
Átomos, moléculas e íons
Átomos, moléculas e íons
Conversões entre massas, mols e número de partículas
• Massa molar: é a soma das massas molares dos átomos:
massa molar de N2 = 2  (a massa molar de N).
• As massas molares para os elementos são encontradas na tabela periódica.
• As massas moleculares são numericamente iguais às massas molares.
Conceito de massa molar?
1 mol de K = 39,10 g K 
1 mol K = 6,022 x 1023 átomos K
0,551 g K
1 mol K
39,10 g K
x x
6,022 x 1023 átomos K
1 mol K
=
8,49 x 1021 atomos K
Quantos átomos existem em 0,551 g de potássio (K) ?
Quantos átomos de hidrogênio existem em 72,5 g de C3H8O ?
1 mol C3H8O = (3 x 12) + (8 x 1) + 16 = 60 g C3H8O
1 mol H = 6,022 x 1023 átomos H
5,82 x 1024 átomos H
1 mol de moléculas C3H8O = 8 moles de átomos H
72,5 g C3H8O
1 mol C3H8O
60 g C3H8O
x
8 mol H atomos
1 mol C3H8O
x
6,022 x 1023 H atomos
1 mol H atomos
x =
Átomos, moléculas e íons
Uma molécula é um agregado de mais de um 
átomo ligados entre si.
H2 H2O NH3 CH4
Uma molécula diatômica contem somente um 
átomo H2, N2, O2, Br2, HCl, CO
O3, H2O, NH3, CH4
Uma molécula poliatômica contem mais de dois 
átomos
Moléculas e fórmulas Químicas
H2 H2O NH3 CH4
• Moléculas são reuniões de dois ou mais átomos ligados entre si.
• Cada molécula tem uma fórmula química.
•A fórmula química indica
–quais átomos são encontrados na molécula e
–em qual proporção eles são encontrados.
• Compostos formados a partir de moléculas são compostos moleculares.
• Moléculas são reuniões de dois ou mais átomos ligados entre si.
• As moléculas que contêm dois átomos ligados entre si são chamadas 
moléculas diatômicas.
Átomos, moléculas e íons
Um íon é uma espécie química eletricamente carregada
(átomo ou molécula) que perdeu ou ganhou elétrons.
Cátion – íon com carga positiva
Se um átomo neutro perde um ou mais elétrons se converte 
em um cátion
Na 11 prótons
11 elétrons
Na+ 11 prótons
10 elétrons
Átomos, moléculas e íons
Aníon – íon com carga negativa
Se um átomo neutro ganha um ou mais elétrons se 
converte em um aníon.
Cl 17 prótons
17 elétrons Cl
- 17 prótons
18 elétrons
Átomos, moléculas e íons
Um íon monatômico contem somente um átomo
Um íon poliatômico contem mais de um átomo
Na+, Cl-, Ca2+, O2-, Al3+, N3-
OH-, CN-, NH4
+, NO3
-
Átomos, moléculas e íons
Fórmula 
molecular
Fórmula 
estrutural
Modelo de 
bolas
Modelo de 
afinidade
espacial
Átomos, moléculas e íons
Uma fórmula molecular mostra o número exato de 
átomos de cada elemento presente na mínima unidade 
de uma substância.
Uma fórmula empírica mostra a relação mais simples
do número total de átomos presentes em uma substância.
H2O
molecular empírica
C6H12O6 CH2O
O3 O3
N2H4 NH2
H2O
Composição percentual de um elemento em um composto =
n x masa molar do elemento
massa molar do composto
x 100%
n é o número de moles do elemento em 1 mol de 
composto
C2H6O
%C =
2 x (12,01 g)
46,07 g
x 100% = 52,14%
%H =
6 x (1,008 g)
46,07 g
x 100% = 13,13%
%O =
1 x (16,00 g)
46,07 g
x 100% = 34,73%
52,14% + 13,13% + 34,73% = 100.0%
Equações Químicas
É importante lembrar que:
• A massa é conservada em uma reação química (Lavoisier).
• Equações químicas: descrições de reações químicas.
• Duas partes de uma equação: reagentes e produtos:
2H2 + O2  2H2OEquações Químicas
• A equação química para a formação da água pode ser visualizada como 
duas moléculas de hidrogênio reagindo com uma molécula de oxigênio 
para formar duas moléculas de água:
2H2 + O2  2H2O
Equações Químicas
• Coeficientes estequiométricos: são os números na frente das fórmulas 
químicas; fornecem a proporção de reagentes e produtos.
2Na + 2H2O  2NaOH + H2
2K + 2H2O  2KOH + H2
A combustão é a queima de uma substância em oxigênio do ar:
C3H8(g) + 5O2(g)  3CO2(g) + 4H2O(g)
Reações Químicas
• Lei da conservação da massa: a matéria não pode ser perdida em nenhuma 
reação química. 
Reações Químicas
• A equação balanceada fornece um número de moléculas que reagem 
para formar produtos;
• Interpretação: a proporção da quantidade de matéria de reagente 
necessária para se chegar à proporção da quantidade de matéria do 
produto;
• Essas proporções são denominadas proporções estequiométricas. 
NB: As proporções estequiométricas são proporções ideais
• As proporções ideais de reagentes e produtos no laboratório devem ser 
medidas em gramas e convertidas para mols.
Reações Químicas
• Se os reagentes não estão presentes em quantidades estequiométricas, ao 
final da reação alguns reagentes ainda estarão presentes (em excesso).
• Reagente limitante: um reagente que é consumido.
Reações Químicas
Rendimento teórico
• A quantidade de produtos prevista a partir da estequiometria considerando
os reagentes limitantes é chamada de rendimento teórico;
• O rendimento percentual relaciona o rendimento real (quantidade de
material recuperada no laboratório) ao rendimento teórico:
Reações Químicas
O metanol reage com o ar de acordo com a equação:
CH3OH + O2 CO2 + 2H2O
Ao se utilizar 209 g de metanol durante a combustão qual a massa de
água obtida? E o numero de mols?
gramas CH3OH moles CH3OH moles H2O gramas H2O
117,5 g H2O e 6,5 mol H2O
Em uma reação 124 g de Al reagem com 601 g de Fe2O3
2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe
Calcule a massa de Al2O3 obtida na reação.
g Al mol Al mol Fe2O3 necessários g Fe2O3 necessários
ou
g Fe2O3 mol Fe2O3 mol Al necessários g Al necessários
Reagir 124 g Al 367 g Fe2O3 necessários
Excesso de Fe2O3 (601 g) Logo Al é o reagente limitante
Reações Químicas
124 g Al
1 mol Al
27.0 g Al
x
1 mol Fe2O3
2 mol Al
x
160. g Fe2O3
1 mol Fe2O3
x = 367 g Fe2O3