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28/04/2015 1 Prof.ª Ms. Luciana Brunhara Biazati E-mail: luciana.biazati@uvv.br Estequiometria: representa o cálculo da quantidade de substâncias que interagem (reagente consumido ou produto formado). Proporções de substâncias envolvidas em uma reação química. 28/04/2015 2 Reação química: alteração química onde matéria (reagente(s)) se convertem em uma nova substância (produto (s)). Reagente: substância consumida em uma reação química. Produto: substância formada em uma reação química. ESTEQUIOMETRIA Exemplos de reações químicas: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu 2KCl + Ca(NO3)2 2KNO3 + CaCl2 OBS: as reações químicas devem estar SEMPRE balanceadas. ESTEQUIOMETRIA 28/04/2015 3 Ex: Na combustão do butano 1 g de C4H10 foram queimados. Qual foi a massa de CO2 formada? 2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O Ex: A amônia é produzida industrialmente pela reação entre nitrogênio e hidrogênio gasoso: N2 + 3H2 2NH3 Quantos gramas de amônia podem ser produzidos a partir de 25 g de H2? ESTEQUIOMETRIA Ex: preparação de um sanduíche. 1 sanduíche: 2 fatias de pão (F) + 1 fatia de queijo (Q). A equação química que representa a produção do sanduíche é: 2F + 1Q F2Q Você possui 10 fatias de pão e 7 fatias de queijo. 28/04/2015 4 Você consegue preparar 5 sanduíches. Restam 2 fatias de queijo. Quem limita a preparação de sanduíches? R: o pão. Exemplos relacionados com a química: Ex 1: O processo industrial mais importante para produção de NH3 é: 1N2 + 3H2 2NH3 Qual é o número de mol de NH3 que pode ser formado a partir de 3 mol de N2 e 6 mol de H2? REAGENTE LIMITANTE Ex 2: O carbeto de cálcio (CaC2) reage com água (H2O) para formar hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) e acetileno (C2H2). Qual é o reagente limitante quando 100 g de água reage com 100 g de carbeto de cálcio? Qual é a massa de Ca(OH)2 formada? CaC2 + 2H2O Ca(OH)2 +C2H2 REAGENTE LIMITANTE 28/04/2015 5 a) Grau de pureza: Muitas vezes o reagente não está em seu estado puro, mas acompanhado de outras impurezas que não participam da reação. Deste modo é preciso desprezar essas impurezas para se efetuarem os cálculos corretamente. Ex 1: A decomposição térmica de 2 toneladas de calcário (CaCO3) com 90% de pureza, levou à produção de cal viva (CaO). Qual a massa de CaO produzida? CaCO3 CaO + CO2 GRAU DE PUREZA 28/04/2015 6 Ex 2: Uma massa de calcário (CaCO3) de 2500 g e com 80% de pureza, ao ser calcinado, forneceu quantos gramas de CO2? CaCO3 CaO + CO2 Ex 3: Determine a quantidade de hidróxido de sódio (NaOH) necessária para neutralizar 392 g de ácido sulfúrico (H2SO4) com 90% de pureza. 2NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2H2O GRAU DE PUREZA b) Rendimento A quantidade de produto obtido pode ser menor que a quantidade esperada teoricamente. Isso quer dizer que o rendimento da reação não é igual a 100%. Ex 1: Calcule a massa de NH3 obtida a partir de 56g de N2, sabendo que a reação apresenta um rendimento de 60%. N2 + H2 → NH3 RENDIMENTO 28/04/2015 7 Ex 2: Reagindo 20 gramas de ácido sulfúrico com excesso de solução de hidróxido de bário, Ba(OH)2, forma-se um precipitado branco (BaSO4). A equação balanceada que representa essa reação é: H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + 2H2O Julgue as afirmativas abaixo (V ou F): ( ) A massa do precipitado formada é 47,5 g de BaSO4. ( ) A massa de BaSO4 obtida é 19g. ( ) O número de mol de água formados é cerca de 0,4 ( ) A massa de água obtida é 28,8 g com rendimento de 80%. RENDIMENTO 1) Uma das maneiras de impedir que o SO2 um dos responsáveis pela "chuva ácida", seja liberado para a atmosfera é tratá-lo previamente com MgO: MgO + SO2 + 0,5O2(g) MgSO4 Quantas toneladas de MgO são consumidas no tratamento de 9,6x103 toneladas de SO2? R: 6,0 x 103. 28/04/2015 8 2) O carbonato de sódio (Na2CO3), utilizado na fabricação do vidro, é encontrado em quantidades mínimas. Ele, entretanto, pode ser obtido a partir de produtos naturais muito abundantes: O carbonato de cálcio (CaCO3) e o cloreto de sódio (NaCl) com mostra a equação abaixo: CaCO3 + 2NaCl Na2CO3 + CaCl2 Determine quantos gramas de Na2CO3 são formados pela reação com 250 g de CaCO3. EXERCÍCIOS 3) Fazendo reagir 219 g ácido clorídrico (HCl) com carbonato de cálcio (CaCO3), qual a massa em gramas do gás carbônico (CO2) obtida? Quantos mol de gás carbônico (CO2), são obtidos? 2HCl + CaCO3 CaCl2 + H2O + CO2 EXERCÍCIOS 28/04/2015 9 4) As indústrias de cerveja utilizam o gás carbônico na fermentação da maltose (C12H22O11), presente na cevada, com o objetivo de produzir água gaseificada para fabricação de refrigerantes. As reações químicas deste processo são mostradas abaixo: C12H22O11 + H2O 4C2H5OH + 4CO2 4CO2 + 4H2O 4H2CO3 Qual a massa de gás carbônico (CO2) obtida a partir de 3,26 kg de maltose? EXERCÍCIOS 5) Zinco e enxofre reagem para formar sulfeto de zinco de acordo com a seguinte reação: Zn + S ZnS Reagiram 30g de zinco e 36g de enxofre. a) Qual é o reagente em excesso? b) Quantos gramas de ZnS será formado a partir dos dados da equação acima? EXERCÍCIOS 28/04/2015 10 6) 400 g de NaOH são adicionados a 504 g de HNO3. Calcule a massa NaNO3 obtida e a massa do reagente em excesso que sobrou no no sistema. NaOH + HNO3 NaNO3 + H2O EXERCÍCIOS
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