ESTEQUIOMETRIA

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ESTEQUIOMETRIA
Antes de efetuar um cálculo estequiométrico é importante saber cacular a massa atômica das substâncias.
Cálculo da massa molecular (MM)
Sua unidade é em gramas (g). 
Procura-se o valor da massa atômica do elemento químico na tabela períodica.
Ex. He = 4,00g Ne = 20,18g
Se na substância tiver mais de um elemento ou do mesmo elemento, calcula-se somando as massas atômicas destes elementos. Se tiver do mesmo, multiplica-se.
Ex. H2O = 16 + 2. (1) = 18g
C12H22O11 = 11. (16) + 22. (1) + 12. (12) = 342g
Ca(NO3)2  = 2.3.(16) + 2. (14) + 40 = 164g
MOL O mol sempre indica:
- quantidade 
- massa
- volume
A quantidade é um número muito grande que foi determinado experimentalmente, o Número de Avogadro (6,02.1023).
Assim como existe a dúzia, existe o Número de Avogadro.
Se a dúzia indica 12 unidades de qualquer coisa, o Número de Avogadro indica  6,02.1023 unidades de qualquer coisa. Neste caso, é usado para quantificar átomos, moléculas, íons e tantas outras partículas subatômicas, muito pequenas.
O mol também indica massa. É a mesma massa que encontramos na Tabela Periódica, porém em gramas (g). portanto um mol de uma substância é igual à sua massa atômica.
O mol indica volume nas CNTP, que quer dizer condições normais de temperatura e pressão. A temperatura deve ser 0°C ou 273K e a pressão 1 atm. Se estas condições forem satisfeitas, um mol de um gás será 22,4L.
Esta constante é para gases. Se o gás não estiver nas CNTP, pode se calcular através da seguinte fórmula para gases ideiais:
P.V = n. R. T
Onde: 
P = pressão (atm)
V = volume (L)
n = número de mols
R = constante de Clapeyron = 0,082 atm.L/mol.K
T = temperatura (K)
 
Estequiometria Comum ou da Fórmula
Estes cálculos são relações de grandezas. Utiliza-se regras de três simples.
Colocar sempre na primeira linha os dados que já sabemos e na segunda linha os dados que devem ser calculados.
Veja o exemplo:
- Quantas gramas de água há em 3 mol de água?
Se 1 mol há 18 gramas (calcular a massa molecular com a ajuda da tabela periódica) então 3 mol tem quantas gramas?
Na primeira linha, coloca-se os dados conhecidos, ou seja, que um mol tem 18 gramas:
Na segunda linha, coloca-se os dados que queremos calcular, ou seja, que 3 mols terá x gramas. Sempre colocando unidade embaixo da mesma unidade.
Assim temos:
1 mol   –   18g
3 mol   –    x(g)
x = 54g de H2O
Estequiometria da Equação Química
Para estes cálculos, pode-se seguir alguns passos:
1. fazer o balanceamento da equação química (acertar os coeficientes estequiométricos);
2. fazer contagem de mol de cada substância;
3. ler no problema o que pede;
4. relacionar as grandezas;
5. calcular com regra de três (proporção).
É sempre importante relacionar as substâncias que tem dados e a substância que se deseja calcular alguma grandeza.
Cálculo de Pureza
Este cálculo é muito utilizado nos laboratórios químicos, já que nenhuma substância é 100% pura. Sempre há alguma impureza. Por este motivo, alguns problemas já indicam a quantidade de impureza ou o quanto a substância é pura.
Se uma amostra de 40g de NaCl é 70% pura, quanto de NaCl há na amostra?
40g    –   100%
x (g)   –   70%
x = 28g de NaCl
Este é o primeiro passo para os cálculos estequiométricos que envolvem reações químicas com cálculo de pureza.
Cálculo de Rendimento
Nenhuma reação química tem 100% de aproveitamento. Geralmente a quantidade de produto pode ser inferior ao valor esperado. Neste caso, o rendimento não foi total. Isto pode acontecer por várias razões, como por exemplo, má qualidade dos aparelhos ou dos reagentes, falta de preparo do operador, etc.
O cálculo de rendimento é feito relacionando o valor esperado e o valor obtido de produto. Numa determinada reação química deve-se obter 500g. Porém, a reação só teve 60% de rendimento. Qual o valor da massa obtida de produto?
 100 %    –   500g
60%     –   x (g) x = 300g
Constantes e conversões úteis:
Constante de Clapeyron:
R= 0,082atm.L/mol.K
R= 8,314/mol.K
R= 1,987cal/mol.K
Número de Avogadro: 6,02.1023
Pressão: 1atm = 760mmHg = 101325Pa
1Torr = 1mmHg
Volume:1mL = 1cm³
1dm³ = 1L = 1000mL
Massa: 1000Kg = 1ton
1Kg = 1000g
1g = 1000mg
Comprimento: 1nm = 1.10-9m
Fórmula para cálculo do número de mols (n):
Onde:
n = número de mols
m = massa (g)
MM = massa molar (g/mol)
Tabela Resumo das Fórmulas de Soluções:
	TIPO DE CONCENTRAÇÃO
	FÓRMULA
	UNIDADE
	 
CONCENTRAÇÃO COMUM
	
	 
g/mL
	 
MOLARIDADE
	                      
  e  
	 
mol/L
	 
NÚMERO DE MOL
	 
	 
mol
	 
TÍTULO
	   ou  
	 
adimensional
	 
PERCENTUAL
	 
	 
%
	CONCENTRAÇÃO,TÍTULO E DENSIDADE
	 
	 
g/mL
	 
DENSIDADE, CONCENTRAÇÃO E TÍTULO
	 
     
	 
g/mL
	 
FRAÇÃO MOLAR
	     
	 
adimensional
	 
NORMALIDADE
	
	 
N
	EQUIVALENTE-GRAMA
	
	 
g
	DILUIÇÃO
	
	-
	MISTURA DE SOLUÇÃO DE MESMO SOLUTO
	
	 
-
	MISTURA DE SOLUÇÃO DE SOLUTOS DIFERENTES
	 
	 
-
 
1ª questão:
O hipoclorito de sódio, é uma substância comercializada, em solução aquosa, com o nome de água sanitária ou água de lavadeira,possuindo propriedades bactericidas e alvejantes. Esse sal é produzido a partir de cloro e de soda cáustica, de acordo com a reação equacionada a seguir: Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O
Determine as massas de cloro e de soda cáustica necessárias à obtenção de 1490g de hipoclorito de sódio.(Empregue os seguintes valores de massa molar: Cl2 = 71,0g/mol . NaOH = 40,0g/mol . NaClO= 74,5g/mol ) 
resolução:
Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H2O
71 g de Cl2 ---------- 74,5 g de NaClO
x ------------------------ 1490 g de NaClO
x = 71 x 1490 / 74,5
x = 1420 g de Cl2
Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H2O
2 x 40 g de NaOH --------- 74,5 g de NaClO
x' ------------------------------- 1490 g de NaClO
x' = 2 x 40 x 1490 / 74,5
x' = 1600 g de NaOH
2ª questão:
Houston, we have a problem”. Ao enviar essa mensagem em 13 de abril de 1970, o comandante da missão espacial Apollo 13, Jim Lovell, sabia: a vida de seus companheiros e a sua própria estavam em perigo. 
Um dos tanques de oxigênio da nave explodira. Uma substância, o superóxido de potássio (K2O4), poderia ser 
utilizada para absorver o CO2 e ao mesmo tempo restaurar o O2 na nave. CALCULE, segundo a equação 
K2O4 + CO2 → K2CO3 + 3/2O2, a massa, em kg, de K2O4 necessária para consumir todo o CO2 exalado por um tripulante durante 72 horas se, em média, uma pessoa exala 1,0 kg de CO2 por dia. 
(O = 16, C = 12, K = 39). 
resolução:
A reação envolve (em Kg) K2O4 = 39 x 2 + 4 x 16 = 142g ou 0,142kg
CO2 = 12 + 2 x 16 = 44g = 0,044kg.
Então são necessários 0,142g de K2O4 para reagirem totalmente com 0,044kg de CO2
Regra de três:
0,142kg ------- 0,044kg
x ----------------3kg ( 3kg - pois 1kg CO2 em 1 dia - 72 horas = 3dias, portanto 3kg)
x = (3 x 0,142)./0,044 ====> x = 9,68kg de K2O4
3ª questão:Há alguns meses, a Petrobrás anunciou (revista Veja de 1/5/91) que reduziria, de 5% para 3%, o teor de enxofre no óleo combustível. Isto significa 272 toneladas de enxofre a menos, por dia, na atmosfera. Sabe-se que o enxofre contido no óleo é, na realidade, transformado em SO2(um gás) no momento da queima(combustão). Qual a massa (em toneladas) deste gás que deixará de ser lançada na atmosfera, por dia, devido à melhoria anunciada? Massas atômicas relativas: O=16; S=32. Dado:
S + O2 ------ SO2
resolução:
S + 1/2 O2 --> SO2
32 g de S ------------------ 64 g de SO2
272 ton de S ------------- m
x = 544 ton de SO2
4ª questão:
Para se obter manganês metálico, muito utilizado em diversos tipos de aços resistentes, o dióxido de manganês reage com o alumínio metálico, segundo a equação:
3 MnO2 + 4 Al -------> 2 Al2O3 + 3 Mn
Supondo rendimento de 100% para essa reação, a massa de dióxido de manganês necessária para se obter 5 toneladas de manganês metálico é aproximadamente:
a) 2 toneladas
b) 3 toneladas
c) 4 toneladas
d) 8 toneladas 
e) 9 toneladas
resolução:A partir da reação ocorrida temos os seguintes dados:
3 MnO2 + 4 Al -------> 2 Al2O3 + 3 Mn
massa molar Mn = 55g
massa molar O = 16g
3mol MnO2 --- 3 mol Mn, simplificando:
1 mol MnO2 --- 1 mol Mn
55g Mn --- 87g MnO2
5.000.000g Mn --- m
m = 7.909.090,9gMnO2
m = 8.000.000g = 8 toneladas de MnO2 serão necessárias
5ª questão:
Coletou-se água no rio Tietê, na cidade de São Paulo. Para oxidar completamente toda a matéria orgânica contida em 1,00L dessa amostra, microorganismos consumiram 48,0mg de oxigênio(O2). Admitindo que a matéria orgânica possa ser representada por C6H10O5 e sabendo que sua oxidação completa produz CO2 e H2O, qual a massa da matéria orgânica por litro da água do rio?
(Dados: H = 1, C =12 e O = 16.)
a) 20,5 mg.
b) 40,5 mg.
c) 80,0 mg.
d) 160 mg.
e) 200 mg.
resolução:
C6H10O5 + 6 O2 ---------> 6CO2 + 5H2O
C6H10O5 - mol = 162
O2 - mol = 32 ===> 6 O2 = 192
162 ------------------ 192
x ------------------- 48
x = 48,0x 162/192 = 40,5
Resposta b) 49,5 mg
6ª questão:
Dada a equação:
TiCl4 + Mg ---------> MgCl2 + Ti
Considere que essa reação foi iniciada com 9,5g de TiCl4. Supondo-se que tal reação seja total, a massa de titânio obtida será, aproximadamente:
(Ti=48g/mol, TiCl4= 190g/mol)
a-) 1,2g
b-) 2,4g
c-) 3,6g
d-) 4,8g
e-) 7,2g
resolução:
1ª coisa a ser feita: balanceamento químico.
1TiCl4 + 2Mg ---------> 2MgCl2 + 1Ti
Para montar a igualdade:
reagente ..... reage produzindo ...... de produto (obtido na equação)
reagente .... .produzirá ..................de produto (qnt a ser calculada)
Teremos então:
190g de TiCl4 (1mol) .................... 48g de Ti (1 mol)
9,5g de TiCl4 .............................. x
190x = 9,5 . 48
x = 456/190
x = 2,4g de Ti
Resposta: b) 2,4g.
7ª questão:
A obtenção de etanol, a partir de sacarose (açúcar) por fermentação, pode ser representada pela seguinte equação:
C12H22O11 + H2O - > 4C2H5OH + 4CO2
Admitindo-se que o processo tenha rendimento de 100% e que o etanol seja anidro (puro), calcule a massa (em kg) de açúcar necessária para produzir um volume de 50 litros de etanol, suficiente para encher um tanque de um automóvel.
Densidade do etanol = 0,8 g/cm¤
Massa molar da sacarose = 342 g/mol
Massa molar do etanol = 46 g/mol
resolução:
primeiramente temos que analisar essa equação, assim vemos que para cada molecula de sacarose temos 4 moleculas de etanol, então devemos calcular primeiro o volume em litros que teremos de etanol para essa molecula de sacarose.
massa do etanol = 46 x 4= 184g
d=m/v
0.8= 184/v
v= 230 cm cubicos= 0,23 L com esse calculo descobrimos quantos litros de etanol temos na equação dada
assim temos que:
0,342kg --- 0,23l de etanol
X --- 50 l de etanol
x=74,35