CTD 130-AULA3-2017-1

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Prof. Henrique Mourão 
CTD130 – QUÍMICA TECNOLÓGICA I 
 
TEORIA 
Instituto de Ciência e Tecnologia 
MEDIDAS 
 
(Incertezas na medida e 
algarismos significativos) 
Dúvida? 
• Suponha que a população do Canadá seja 
de 31.110.600 habitantes e que um estudo 
concluiu que 24% desta população falem 
francês. 
 
 
É mais correto afirmar que a população do 
Canadá que fala francês é de: 
a) 7.466.544 pessoas; OU 
b) 7,5 milhões de pessoas. 
? 
A incerteza na medida 
Qual termômetro 
apresenta uma 
medida mais precisa? 
 
Incertezas? 
Precisão e exatidão 
A incerteza na medida 
 
• As medidas que estão próximas do valor “correto” são exatas. 
• As medidas que estão próximas entre si são precisas. 
Algarismos Significativos 
0,002040? 
Resumindo: são aqueles a que é possível 
atribuir um significado físico concreto. 
4, 9 4 cm 
A incerteza na medida 
Incerteza 
Regras algarismos significativos: 
• Números diferentes de zero são sempre 
significativos; 
 
• Zeros entre números diferentes de zero são 
sempre significativos (Ex: 1.005; 1,03, ...); 
 
• Zeros no final do número depois de uma casa 
decimal são significativos (Ex: 0,0200g; 2,0). 
 
• Zeros no início de um número NUNCA são 
significativos, e indicam a posição da vírgula 
(Ex: 0,0003 tem um algarismo significativo.) 
 
 
A incerteza na medida 
Qual o número de algarismos significativos das 
seguintes medidas de grandeza? 
(a) 0,0056 g 
 
(b) 10,2 ºC 
 
(c) 5,600 x 10-4 g 
 
(d) 1,2300 g/cm3 
2 
Núm. Alg. Significativos 
3 
4 (não altera) 
5 
Exemplo 1 
Algarismos Significativos: conversão de unidades 
Ao efetuar mudanças de unidades, o número de 
algarismos significativos não deve se alterar: 
4,94 cm = 0,0494 m 
Obs: os zeros à esquerda não são significativos. 
A incerteza na medida 
494 m = 494x103 mm=4,94x105 mm 
E o uso de potências de 10. 
Algarismos Significativos na Aritmética 
• Multiplicação e divisão: resultados com o menor 
número de algarismos significativos; 
 
• Adição e subtração: os resultados com o menor 
número de casas decimais. 
 
A incerteza na medida 
Multiplicação ou divisão de duas medidas 
4,32 cm x 2,1 s = ? 
4,32 cm 
x 2,1 s 
9,072 cm.s 
9,1 cm.s 
 
(Regra do menor nº de 
algarismos significativos) 
O número de algarismos significativos do resultado é igual 
ao menor número de algarismos significativos dos dados. 
A incerteza na medida 
0,0247 mol ÷ 2,1 dm3 = ? 
0,0247 mol 
÷2,1 dm3 
0,0117619…mol/dm3 
Multiplicação ou divisão de duas medidas 
A incerteza na medida 
0,012 mol/dm3 
(Regra do menor nº de 
algarismos significativos) 
Resposta 
• Suponha que a população do Canadá seja de 
31.110.600 e que um estudo concluiu que 24% 
desta população falem francês. 
 
 
• É mais correto afirmar que a população do Canadá 
que fala francês é de: 
a) 7.466.544 de pessoas; OU 
b) 7,5 milhões de pessoas. 
A incerteza na medida 
ALTERNATIVA b 
A medida menos exata limita a certeza do resultado 
Arredonde para cima se o último dígito 
(desconsiderado) for superior ou igual a 5 e 
manter o número, se for menor do que 5. 
Arredondamentos para corrigir número de 
algarismos significativos 
4,56 arredondado às décimas: 4,6 
4,54 arredondado às décimas: 4,5 
4,55 arredondado às décimas: 4,6 
A incerteza na medida 
• O número de casas decimais do resultado é igual ao 
menor número de casas decimais dos dados. 
 
Adição ou subtração de duas medidas 
4,32 cm + 2,1 cm = ? 
4,32 cm 
+ 2,1 cm 
6,42 cm 
Resultado: 
 6,4 cm 
 
(6,42 arredonda para 6,4) 
(regra do menor n° casa decimal) 
A incerteza na medida 
Adição ou subtração de duas medidas 
1,0 m - 0,05 m = ? 
1,0 m 
- 0,05 m 
0,95 m 
0,9 m 
ou 
1,0 m ? 
(regra da menor casa decimal) 
A incerteza na medida 
Diferentes operações com valores de medidas, na 
mesma expressão 
(0,58 dm3 – 0,05 dm3) x 0,112 mol/dm3 = ? 
Método: fazer uma operação de cada vez, tendo em 
conta os algarismos significativos e casas decimais: 
(0,58 dm3 – 0,05 dm3) x 0,112 mol/dm3 = 
0,53 dm3 x 0,112 mol/dm3 = 0,059 mol 
A incerteza na medida 
Arredonde cada um dos seguintes números para três 
algarismos significativos e expresse o resultado em 
notação exponencial padrão: 
 
(a) 143.700 ; (b) 0,09750; (c) 890.000 ; (d) 6,764 x 
104; (e) 33.987,22 ; (f) – 6,5559 
Exemplo 2 
O mol e o número de avogadro 
Mol: é a quantidade de matéria em 6,022 . 1023 entidades. 
1 mol de átomos: 
 
é a quantidade de 
matéria que contém 
6,022 . 1023 átomos 
1 mol de moléculas: 6,022 . 1023 moléculas 
1 mol de fórmulas: 6,022 . 1023 fórmulas 
1 mol de íons: 6,022 . 1023 íons 
1 mol de elétrons: 6,022 . 1023 elétrons 
Obs: 1 mol de gás 
(perfeito) nas CNTP 
ocupa 22,4L. 
R: (a)1,15x1021 átomos de H; (b)9,62x1019 moléculas; (c) 
1,60x10-4 mol; (d) 0,0288 g. 
Uma amostra de glicose, C6H12O6, contém 5,77 x 
1020 átomos de carbono. (a) Quantos átomos de 
hidrogênio essa amostra contém? (b) Quantas 
moléculas de glicose essa amostra contém? (c) Qual 
a quantidade de matéria de glicose contida nessa 
amostra? (d) Qual a massa em gramas dessa 
amostra? 
Exemplo 3 
Composição percentual e 
fórmula empírica (mínima) 
22 
Composição percentual de um elemento em um 
composto = n x massa 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) 
46,07 
x 100% = 52,14% 
%H = 
6 x (1,008) 
46,07 
x 100% = 13,13% 
%O = 
1 x (16,00) 
46,07 
x 100% = 34,73% 
52,14% + 13,13% + 34,73% = 100,0% 
Example 
Calcule a composição 
percentual do ácido 
fosfórico (H3PO4). 
Exemplo 4 
Example 
A massa molar do H3PO4 é 97,99 g. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Checagem: 3,086% + 31,61% + 65,31% = 100,01%. 
Resolução: 
25 
Composição percentual e fórmula empírica 
Supor exatamente 100g do composto; 
Dividir a massa do elemento (em 100 g) 
pela sua massa molar: n. 
Dividir pelo menor número. 
Mudar para o número inteiro. 
Exemplo 5 
O ácido ascórbico (vitamina 
C) é composto de 40,92 % de 
carbono (C), 4,58 % de 
hidrogênio (H) e 54,50 % de 
oxigênio (O), em massa. 
 
a) Determine a sua fórmula 
empírica (mínima); 
b) Determine a fórmula 
molecular sabendo que a sua 
massa molar é 176,1 g/mol. 
Resolução 
a) Em 100 g, teremos: 40,92 g de C, 4,58 g de H e 54,50 
g de O. 
C3,407H4,54O3,406, para escrever em números inteiros, testar 
dividir pelo menor número (3,406): 
 
 
 
Chegamos a: CH1.33O. 
Resolução 
Precisamos converter 1,33 em número inteiro: 
CH1.33O 
Tentativa e erro: 
 1,33 × 1 = 1,33 
 1,33 × 2 = 2,66 
 1,33 × 3 = 3,99 ~ 4 
Multiplicamos todos os números por 3 e obtemos C3H4O3 
como sendo a fórmula empírica do ácido ascórbico. 
 
b) Multiplicando a massa da fórmula empírica por números 
inteiros, chegaremos ao valor na massa molar do composto. 
Neste caso, multiplicamos por 2 (2x88,06), e chegamos a 
176, 1 g/mol. 
Estequiometria: conceitos 
gerais 
Dados: H2 = 2,0 g . mol
-1; O2 = 32,0 g . mol
-1; H2O = 18,0 g . mol
-1 
Estequiometria: conceitos básicos 
4,0 g de H2 com 32,0 g de O2 produzindo 36,0 g de H2O. 
2 H2(g) + 1 O2(g)  2 H2O(l) 
Lei da conservação das massas (Lavoisier-1500) 
Reação sem limitante e com 100 % de rendimento: 
Mas a maioria das reações ocorre com um reagente em 
excesso (e outro limitante) e o rendimento não é 100 % 
H2(g) + O2(g)  H2O(l) 
 
Foram misturados 40 g de hidrogênio (H2) com 64 g de 
oxigênio (O2), com a finalidade de produzir água. 
2 H2(g) + 1 O2(g)  2 H2O(l) 
Determine: 
a) O reagente limitante; 
b) A massa do produto formado; 
c) A massa em excesso do reagente em excesso. 
Dados: H2 = 2,0 g . mol
-1; O2 = 32,0 g . mol
-1; H2O = 18,0 g . mol
-1 
Reagente limitante e em excesso 
a) O2 é o reagente limitante. Logo a quantidade de produto 
será determinadapor ele. 
Exemplo 6 
Assim temos: 
a) O reagente limitante: O2 ; 
b) A massa de água formada: 72 g ; 
c) A massa de H2 em excesso: 32 g. 
Informações quantitativas a partir de equações 
balanceadas 
Rendimento de uma 
reação 
Rendimento de uma reação química 
Na prática, uma reação nunca ocorre com total conversão de 
reagentes em produtos. 
 
O rendimento pode ser calculado em porcentagem: 
valor teórico ________ 100% 
valor real ________ x 
x = massa real . 100% 
 massa teórica 
Para que possamos determinar a porcentagem de 
rendimento, devemos antes determinar o valor de rendimento 
teórico, esperado da estequiometria. 
Rendimento de uma reação 
Sabendo que a formação da água ocorre segundo a equação: 
2 H2(g) + 1 O2(g)  2 H2O(l) 
Determine o rendimento real de um experimento onde 2 g de 
hidrogênio reagiram com 16 g de oxigênio, produzindo 14,4 g de 
água. 
Dados: massas molares: H2 = 2 g . mol
-1; O2 = 32 g . mol
-1; H2O = 18 g . mol
-1 
 2 H2(g) + 1 O2(g)  2 H2O(v) 
2 mol 1 mol 2 mol  + Estequiometria: 
Adequação: 32 g 2 (18 g) 
16 g 
2 (2 g) 
x g 2 g então: 
Assim, o rendimento teórico é: x =18 g 
Rendimento de uma reação 
Exemplo 7 
Teoricamente, deveriam ser produzidos 18 g de H2O, mas a 
massa produzida de água foi de 14,4 g. 
 
Assim, temos: 
18 g ________ 100% de rendimento 
14,4g ________ x 
x = 14,4 g . 100% = 80% 
 18 g 
rendimento real = 80% 
Rendimento de uma reação 
Exercícios 
1- Faça o balanceamento das seguintes equações: 
)()()()( 424 gHCllCClgClgCH 
)()()()()( 43234 gCHsOHAllOHsCAl 
)()()()()()( 2342423 lOHaqSOFeaqSOHsOHFe 
a) 
b) 
c) 
Exercícios 
Sequência para o balanceamento por tentativa e erro: 
- Metal (M); 
- Ametal (A), exceto C, H e O; 
- C; 
- H; 
- O. 
2) Todos os metais alcalinos reagem com água para produzir 
hidrogênio gasoso e o hidróxido correspondente do metal alcalino. 
(a) Apresente a equação química balanceada para a esta reação com 
Li; 
(b) Quantos gramas de gás hidrogênio gasoso se formarão na reação 
completa de 6,23 moles de Li com água? 
(c) Quantos gramas deste gás se formarão na reação completa de 
80,57 g de Li com água? 
Li Na K 
Li Na K 
Energia de ionização (EI): quanto menor EI, mais explosiva é a reação. 
3) As superfícies de alumínio metálico (Al) recém-preparadas reagem 
com o oxigênio molecular para formar uma camada dura de óxido de 
alumínio (Al2O3), que protege o metal de posterior corrosão. Sobre 
esta reação responda: 
(a) Apresente a equação química balanceada para esta reação; 
(b) Quantos gramas de oxigênio molecular são necessários para reagir 
completamente com 8,10 gramas de alumínio; 
(c) Calcule a massa, em gramas, de óxido de alumínio que podem ser 
produzidos se 12,5 g de oxigênio molecular reagirem 
completamente com alumínio. 
4) O etileno, C2H4, é um gás incolor que tem como principal 
função o amadurecimento de frutos. 
(a) Apresente a equação química balanceada para a reação de 
combustão completa do etileno; 
(b) Quantos gramas de dióxido de carbono deveriam ser formados 
ao se inflamar uma mistura contendo 1,93 g de C2H4 e 5,92g de 
oxigênio molecular? (considere combustão completa) 
(c) Considerando agora que, durante a combustão, parte do carbono 
se transforme em CO, calcule o rendimento da reação do item b, se 
somente 3,48 g de dióxido de carbono tenham sido formados.