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Química Geral – ECT2104 A relação entre a quantidade de uma substância que vai reagir com outra é chamada estequiometria. Princípio básico: “A massa total de uma substância presente ao final de uma reação química é a mesma massa total do início da reação” Antonie Lavoisier, 1789 Estequiometria A química qualitativa determina quais os tipos de átomos presentes em uma amostra, já a química quantitativa determina o número ou a quantidade de um átomo presente na amostra. Reagente → Produtos A + B → AB 2A + 2B → 2AB Estequiometria Lei de conservação da massa “Os átomos não são criados nem destruídos durante qualquer reação química” A matéria não pode ser perdida em nehuma reação química. Estequiometria Os números na frente das fórmulas químicas são os Coeficientes Estequiométricos Estequiometria = Constatar a Lei de conservação da massa Os Coeficientes Estequiométricos fornecem a proporção de reagentes e produtos. 1 C 4 H 4 O Reagentes Produtos 1 C 4 H 4 O Na (s) + H2O (l) → NaOH (aq) + H2 (g) 1) Aumentar H do lado dos reagentes : 2 H2O 2) Aumentar H e O do lado dos produtos : 2 NaOH 3) Aumentar Na nos reagentes Estequiometria A equação química balanceada simboliza as mudanças qualitativas e quantitativas que ocorrem em uma reação química. Apenas Na e O estão corretamente balanceados. Temos 2 H do lado dos reagentes e 3 H do lado dos produtos. 2Na (s) + 2H2O(l) → 2NaOH(aq) + H2(g) Outras informações podem ser dadas em uma reação química. = 1 Na 2 H 1 O Reagentes Produtos 1 Na 3 H 1 O Reações As reações podem ser classificadas em 3 grandes classes: Reações de combustão são reações rápidas que produzem uma chama. A maioria das reações de combustão que observamos envolvem o O2 presente no ar como reagente. Reações C3H8(g) + 5O2 (g) → 3CO2(g) + 4H2O (g) Hidrocarbonetos em combustão no ar reagem com O2 para formar CO2 e H2O. Quando não há uma quantidade suficiente de O2, o monóxido de carbono (CO) é produzido junto com o CO2, processo chamado de combustão incompleta. Se a quantidade de O2 for drasticamente reduzida, são produzidas finas partículas de carbono chamadas de fuligem. Exercícios Balanceie as equações abaixo: 6 2 3 2 3 2 7 4 6 2 2 2 2 2 2 8 8 3 3 4 4 Massa atômica Mundo Macro Uma unidade de massa atômica corresponde 1/12 da massa de um átomo de carbono-12. Átomos e moléculas Gramas e mols Mundo Micro A massa atômica para um átomo de carbono-12 é de 12u. Experimentalmente verificou-se que o H apresentava uma massa de cerca de 8,4% da massa do carbono, 8,4% de 12 corresponde a 1,008, que é a massa atômica do átomo de H. C 12u H 1u O 16u Massa atômica No laboratório, como poderíamos pesar os átomos se estes são tão pequenos??? A massa atômica é determinada pela média da mistura dos isótopos naturais. A tabela periódica nos apresenta as massas atômicas médias, pois na natureza vários elementos possuem mais de um isótopo. Levando em conta que as menores quantidades de amostras possuem um número muito grande de átomos íons ou moléculas, surgiu uma unidade de contagem especial, o MOL. Abundância natural dos isótopos de C-12 e C-13 Mol A definição de MOL mudou em 08/01/2018 e não está mais relacionada a nenhuma outra grandeza. “ Um mol contém exatamente 6,02214076 x 1023 entidades elementares, como: átomo, molécula, íon, elétron, qualquer outra partícula ou grupo específico de partículas”. Uma dúzia =12 unidades Um par =2 unidades Da mesma forma que: A massa de carbono-12, 12 g, é chamada de massa molar e representa a massa de 1 mol de átomos de Carbono-12. Massa molar Massa atômica e massa molar para uma substância: água Massa atômica do H = 1u Massa molar do H = 1g A massa molar é numericamente igual à massa atômica: Massa atômica do O = 16u Massa molar do O = 16g Massa molar 1 mol de átomos = 6,02 x 1023 átomos 1 mol de moléculas = 6,02 x 1023 moléculas 1 mol de íons = 6,02 x 1023 íons Representação da quantidade referente a 1 mol de vários elementos e substâncias. 12 g de C 64 g de Cu 201 g de Hg 32 g de S 56 g de Fe Massa molar Massa molar Quantos átomos há em 5,10 mols de Zn? 1 mol Zn = 6,022x1023 átomos de Zn Exemplos: Quantos gramas de Zn há em 0,356 mol de Zn? 1 mol Zn = 65,41 g Zn 0,356 𝑚𝑜𝑙 𝑍𝑛 𝑥 65,41 𝑔 𝑍𝑛 1 𝑚𝑜𝑙 𝑍𝑛 = 23,28 𝑔 𝑍𝑛 Quantos mols de Zn há em 450 g de Zn? 1 mol Zn = 65,41 g Zn 450 𝑔 𝑍𝑛 𝑥 1 𝑚𝑜𝑙 𝑍𝑛 65,41 𝑔 𝑍𝑛 = 6,88 𝑚𝑜𝑙 𝑍𝑛 1 mol Zn = 6,022x1023 átomos de Zn Quantos átomos há em 710 g de Zn? 710 𝑔 𝑍𝑛 𝑥 1 𝑚𝑜𝑙 𝑍𝑛 65,41 𝑔 𝑍𝑛 = 10,85 𝑚𝑜𝑙 𝑍𝑛 10,85 𝑚𝑜𝑙 𝑍𝑛 𝑥 6,022x1023 átomos de Zn 1 𝑚𝑜𝑙 𝑍𝑛 = 6,53x1024 átomos Zn Massa molar Quantos átomos há em 8 mols de S? 1 mol S = 6,022x1023 átomos de S 8 𝑚𝑜𝑙 𝑆 𝑥 6,022x1023 átomos de S 1 𝑚𝑜𝑙 𝑆 = 4,81x1024 átomos de S Quantos átomos de Ca há em 77,4 g de Ca? 1 mol Ca = 40,08 g Ca 77,4 𝑔 𝐶𝑎 𝑥 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎 40,08 𝑔 𝐶𝑎 = 1,93 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎 Exemplos: Quantos gramas de Pb há em 0,550 mol de Pb? Quantos mols de Si há em 850 g de Si? 113,96 g de Pb 30,26 mols de Si 1 mol Ca = 6,022x1023 átomos de Ca 1,93 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎 𝑥 6,022x1023 átomos de Ca 1 𝑚𝑜𝑙 𝐶𝑎 = 1,16x1024 átomos de Ca H 2 x 1,00g = 2,00g S 1 x 32,10g = 32,10g O 4 x 16,00g = 64,00g Massa molar A massa molar de uma substância é a soma das massas em gramas de cada átomo em sua fórmula química. Quantos mols de H2SO4 há em 44,8g de H2SO4? 44,8 𝑔 𝐻2𝑆𝑂4 𝑥 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑆𝑂4 98,10 𝑔 𝐻2𝑆𝑂4 = 0,45 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑆𝑂4 Quantos átomos de S há em 0,45 mol de H2SO4 ? 0,45 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑆𝑂4 𝑥 6,02𝑥1023á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑆 1 𝑚𝑜𝑙 𝐻2𝑆𝑂4 = 2,71𝑥1023á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑆 ∑ = 2,00 + 32,10 + 64,00 = 98,10 g em 1 mol Massa molar = 98,10 g/mol Determine a massa de 1 mol de H2SO4 (ácido sulfúrico). Exemplos: Massa molar Quantos mols de KClO3 há em 44,8g de KClO3? 44,8 𝑔 𝐾𝐶𝑙𝑂3 𝑥 1 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙𝑂3 122,55 𝑔 𝐾𝐶𝑙𝑂3 = 0,36 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙𝑂3 Quantos átomos de O há em 0,76 mol de KClO3 ? 0,76 𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙𝑂3 𝑥 3 𝑚𝑜𝑙𝑠 𝑂 1𝑚𝑜𝑙 𝐾𝐶𝑙𝑂3 𝑥 6,02𝑥1023á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑂 1 𝑚𝑜𝑙 𝑂 = 1,37𝑥1024á𝑡𝑜𝑚𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑂 ∑ = 39,10 + 35,45 + (3x16,00) = 122,55 g em 1 mol Massa molar = 122,55 g/mol Determine a massa de 1 mol de KClO3 (clorato de potássio). Exercício:
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