Cálculos estequiométricos - parte 1

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Cálculos Estequiométricos – parte 1
Prof. Dr. Marcio Marçal Lobo
Panambi, novembro de 2020
O que significa Estequiometria?
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A estequiometria é o campo da química que examina a quantidade das substâncias químicas que são consumidas e formadas nas reações.
Estequiometria
stoicheion = elemento
metron = medida
Informações quantitativas a partir de equações balanceadas
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	Relações estequiométricas para a combustão do etanol				
		REAGENTES		PRODUTOS	
		C2H8O(l)	3 O2(g) 	2 CO2(g)	3 H2O(l)
		Etanol	Oxigênio molecular	Dióxido de carbono	água
	Quantidade de matéria	1 mol	3 mols	2 mols	3 mols
	Número de moléculas	6,02 x 1023	3 x 6,02 x 1023 = 1,81 x 1024	2 x 6,02 x 1023 = 1,20 x 1024	3 x 6,02 x 1023 = 1,81 x 1024
	Massa 	46 g	3 x 32 g = 96 g	2 x 44 g = 88 g	3 x 18g = 54 g
	Volume (gases)		3 volumes	2 volumes	
	Volume nas CNTP	Liquido nas CNTP	3 x 22,4 L = 67,2 L	2 x 22,4 L = 44,8 L	Líquido nas CNTP
CNTP: Condições Normais (ou Naturais) de Temperatura e Pressão  T = 273,15 K (ou 0 oC); P = 1 atm (1,01325 bar)
CPTP = Condições Padrão de Temperatura e Pressão  T = 273,15 K (ou 0 oC); P = 0,9896 atm (1,00 bar)
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1 mol
6,02 x 10²³ partículas
Massa molar (em gramas por mol – g/mol)
22,4 L (para gases nas CNTP)
Relação quantitativas fundamental
Exemplo
	C2H8O(l) + 3 O2(g)  2 CO2(g) + 3 H2O(l)
1 mol de C2H8O -----------------------2 mols de CO2
3 mols de C2H8O ---------------------- quantos mols de CO2? = X
X = 3 x 2 X = 6 mols de CO2
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	C2H8O(l) + 3 O2(g)  2 CO2(g) + 3 H2O(l)
1 mol de C2H8O ----------------------- 88 gramas de CO2
1,5 mols de C2H8O ---------------------- quantos gramas de CO2? = X
X = 1,5 mols X 88 g
 1 mol
X = 132 g de CO2
	C2H8O(l) + 3 O2(g)  2 CO2(g) + 3 H2O(l)
3 mols de O2 ----------------------- 3 x 6,02 x 10²³ moléculas de H2O
1,5 mols de O2 ---------------------- quantas moléculas de H2O = X
X = 1,806 x 10²4 moléculas X 1,5 mols
 3 mols
X = 9,03 x 10²³ moléculas de H2O
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Mapa conceitual
Relação estequiométrica com volume de um gás
Lei volumétrica de Gay Lussac: No início do século XIX, o cientista francês Gay-Lussac realizou uma série de experiências nas quais mediu, nas mesmas condições de pressão e temperatura, o volume de gases envolvidos em reações químicas.
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Os volumes das substâncias gasosas que participam de uma reação química, medidos nas mesmas condições de pressão e temperatura, mantêm entre si uma proporção fixa. Essa proporção pode ser expressa por meio de números inteiros e pequenos. Essa é a Lei Volumétrica de gay-Lussac.
Interpretação molecular da Lei de Gay-Lussac
A síntese da amônia (NH3) importante gás utilizado para refrigeração, é feita a partir de uma mistura de gás hidrogênio (H2) e gás nitrogênio (N2). De acordo com a equação química balanceada, a proporção estequiométrica entre as moléculas de gases é:
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	N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)
Neste sentido, a uma mesma temperatura e pressão, o volume ocupado por um gás depende apenas do seu numero de mols!
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	N2(g) + 3 H2(g)  2 NH3(g)
1 mol de gás N2
3 mols de gás H2
2 mols de gás NH3
22,4 L
3 x 22,4 L = 67,2 L
2 x 22,4 L = 44,8 L
Qual o volume de amônia que é produzido a partir 11,2 L de gás hidrogênio, nas CNTP? 
Relações entre quantidade de mols, massas, moléculas, átomos (ou íons) e volume
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Reação química
Equação química
Coeficientes estequiométricos
Na qual há
Representadas
por
Que expressam
Proporções ente os reagente e produtos
em mols
Que pode ser 
Expressa como:
em massa
Em volume
em nº de moléculas
em nº de átomos
em nº de fórmulas
em nº de íons
Exemplo dessas relações
Os air bags são constituídos de azida de sódio (NaN3) que é um substância instável. Na colisão de um automóvel, a azida de sódio se decompõe, gerando gás nitrogénio, conforme equação química balanceada abaixo.
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	2 NaN3(s)  2 Na(s) + 3 N2(g)
Considerando que a azida de sódio é mantida no airbag nas condições naturais de temperatura e pressão, a massa de azida de sódio, para preencher um airbag de 30 L é de:
2 mols de NaN3 ------- 3 x 22,4 L de N2
X mols de NaN3 ------- 30 L de N2
67,2 L x X = 30 L x 2 mols = 
X = 60 L.mol 
 67,2 L
X = 0,89 mols 
 de NaN3
O exercício pede o valor EM GRAMAS!
RESOLUÇÃO
Há duas opções de cálculo
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Regra de 3
n = m/M
n = quantidade de matéria (mols)
m = massa (em gramas)
M = massa molar (em gramas por mol – g/mol ou g.mol-1)
Regra de 3
X = 57,85 g de NaN3
1 mol de NaN3 ------- 65 g
0,89 mol de NaN3 ---- X g
n = m/M
0,89 mol = m 
 65 g/mol
m = 57,85 g de NaN3
Quantos íons existem em 57,85 g de NaN3? 
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1 mol de NaN3 ------- 65 g ------- 2 x 6,02 x 10²³ íons
0,89 mol de NaN3 --- 57,85 g ---- X íons
X = 1,07 x 1024 íons Na+ e N3-
1 mol de NaN3 ------- 2 x 6,02 x 10²³ íons
0,89 mol de NaN3 --- X íons
EXERCÍCIOS
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EXERCÍCIOS
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EXERCÍCIOS
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