estequiometria

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Estequiometria
Prof. Renata Souza
Introdução	
O que é uma reação química?
REAGENTES  PRODUTOS
Afinidade
EQUAÇÃO QUÍMICA
ESTEQUIOMETRIA
Introdução	
Equação Química
Molécula
O Mol
1 MOL = 6,023 x 1023 objetos  Moléculas
Lei de Lavoisier = Lei de conservação da massa
Reação completa e incompleta
Coeficientes estequiométricos
Obs: Números inteiros
Atomo + Átomo  molécula
2H2 			+ 1O2 						→ 2H2O
2 moléculas		 	 1 molécula 						2 moléculas
2 mols 				1 mol 						 2 mols 
2 x 6 x 10 (moléculas)	 6 x 10 (moléculas) 				 2 x 6 x 10 (moléculas) 
4 g de H2 			 32 g de O2 						36 g de H2O 
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Balanceamento de Equações Químicas
Método das Tentativas
Exemplo 1: quantos mols de NH3 são produzidos a partir de 10 mols de N2? E qual a massa de NH3 produzida a partir de 10g de N2?
 
28 g de N2
2 x 17 g de NH3
10 g de N2
x
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Balanceamento de Equações Químicas
Método das Tentativas
Exemplo 2: O ácido fosfórico, usado em refrigerantes do tipo “cola” é um possível causador da osteoporose, e pode ser formado a partir da equação não-balanceada: 
Partindo-se de 62 g de Ca3(PO4)2 e usando-se quantidade suficiente de H2SO4, qual, em gramas, é a massa aproximada de H3PO4 obtida? 
Resp:39,2g 
Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4  2 H3PO4 + 3 CaSO4 
310					2. 98
62					 X
X = 39,2g de H3PO4
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Balanceamento de Equações Químicas
Método das Tentativas
Exemplo 2
Ca3(PO4)2  Ca = 40 x 3 = 120
	 P = 31 x 2 = 62	 
	 O = 16 x 8 = 128
		 = 310		
H3PO4  H= 1 x 3 = 3
P = 31 x 1 = 31
O = 16 x 4 = 64
	 = 98 		
Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4  2 H3PO4 + 3 CaSO4 
310					2. 98
62					 X
X = 39,2g de H3PO4
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Balanceamento de Equações Químicas
Método das Tentativas
Exemplo 3: Calcular o volume de gás carbônico obtido, nas condições normais de temperatura e pressão , por calcinação de 200 g de carbonato de cálcio (massas atômicas: C 12; O 16; Ca 40).Resp: 44,8L
Exemplo 4: Um volume de 15 L de hidrogênio, medido a 15 °C e 720 mmHg, reage completamente com cloro. Qual é o volume de gás clorídrico produzido na mesma temperatura e pressão?
 Resp: 30L
100 g 22,4 L (CNTP) 
200 g V0 V0 = 44,8L
H2 +Cl2 2HCl
1mol		2mols
1 volume	2 volumes
1 L		2L
15		V  V = 30 L
	
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Balanceamento de Equações Químicas
Método das Tentativas
Exemplo 5: Quantos mols de ácido clorídrico são necessários para produzir 23,4 gramas de cloreto de sódio? (Massas atômicas: Na 23; Cl 35,5)
	
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Reações consecutivas: 
A fabricação industrial do ácido sulfúrico a partir do enxofre:
Qual é a massa de H2SO4 produzida a partir de 8 toneladas de enxofre? 
Resp: 24,5 t
	S + 3/2 O2 + H2O  H2SO4
	32 t			 98 t
 8			 M		
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Reagentes em excesso: 
Se, para montar um carro, são necessários 5 pneus (4 mais 1 de reserva) e 1 volante, quantos carros poderemos montar com 315 pneus e 95 volantes? 
63 volantes 95 – 63 = 32 excesso
Pneus falta
Pneus = fator limitante
	S + 3/2 O2 + H2O  H2SO4
	32 t			 98 t
 8			 M		
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Reagentes em excesso: 
Misturam-se 147 g de ácido sulfúrico e 100 g de hidróxido de sódio para que reajam segundo a equação:
 Calcular:
a) a massa de sulfato de sódio formada;
b) a massa do reagente que sobra (em excesso) após a reação. 
 (massas atômicas: H 1;O 16;Na 23;S 32).
	 H2SO4 + 2NAOH Na2SO4 + H2O LIMITANTE NAOH
	 98		2.40					NAOH		NA2SO4
	 147		x	 x = 120g 			2.40 	 142
								 100		 M M= 177,5 g
	 98		2.40
	 y		100 y= 122,5 g	
147 – 122,5 = excesso de 24,5 g
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Grau de pureza: 
Exemplo Churrasco
1 pessoa = 300 g carne
20 convidados  20 . 300 = 6000 g carne
	
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Grau de pureza: 
Exemplo : Calcário - CaCO3
Massa CaCO3 = 100 g
Impurezas = 10 g
Rocha “Pura” = 90 g de CaCO3
	
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Grau de pureza: 
Exemplo 1 : Calcário - CaCO3
Grau de Pureza (p) = Massa da substância pura/Massa total da amostra
p = 90/100 = 0,9  90% (Percentagem de pureza)
	
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Grau de pureza: 
Exemplo 2 : Uma amostra de calcita, contendo 80% de carbonato de cálcio, sofre decomposição quando submetida a aquecimento. Qual a massa de óxido de cálcio obtida a partir da queima de 800 g de calcita? (Massas: Ca 40; C 12; O 16) 
		 100 g Calcita	80g CaCO3
		 		 800 g Calcita	 x  x = 640 g de CaCO3 puro
		 100 g Calcita	56 g de CaO 
			640		 m m = 358,4 g de CaO
	
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Grau de pureza: 
Exemplo 3: O gás hilariante (N2O) pode ser obtido pela decomposição térmica do nitrato de amônio (NH4NO3). Se de 4,0 g do sal obtivermos 2,0 g do gás hilariante. Qual é a pureza do sal?
		 80 g 	 44 g
		 		 x 2  x = 3,636 g de NH4NO3 puro
		 4 g sal	 3,636 g de NH4NO3 puro
		 100		y% de NH4NO3 puro  y = 90,9%
	
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Rendimento: 
Quantidade de produto < quantidade esperada pela equação química  o rendimento da reação não foi total. 
		
Reação Incompleta
Perdas
Rendimento (r) = quantidade de produto realmente obtida/ quantidade teorica obtida pela reação
	
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Rendimento: 
 Vamos considerar a reação: 
 
Supondo que deveriam ser produzidos 100 litros de CO2 (CNTP); vamos admitir também que, devido a perdas, foram produzidos apenas 90 litros de CO2 (CNTP). Em casos assim, dizemos que: 
r = 90/100 = 0,9 = 90%
	
	
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Rendimento: 
 Ex. 1: Num processo de obtenção de ferro a partir da hematita (Fe2O3), considere a equação:
Utilizando-se 4,8 toneladas (t) de minério e admitindo-se um rendimento de 80% na reação, a quantidade de ferro produzida será de:
(Massas atômicas: C 12; O 16; Fe 56) 
a) 2.688 kg b) 3.360 kg c) 1.344 t d) 2.688 t e) 3.360 t	
	
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Balanceamento de Equações Químicas
Casos Particulares do cálculo estequiométrico
Rendimento: 
 Ex. 1:
 160 t 	 	 2 . 56 t
 4,8 t 		 x = 3,36 t de ferro
R = 80%
100%		3,36 t
80%		 m m= 2,688 t (a)
	
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