O documento discute equações químicas e estequiometria industrial, incluindo exemplos de cálculos envolvendo massas de reagentes e produtos em reações químicas. Apresenta também exemplos de resolução de exercícios que envolvem determinar massas a partir de equações químicas balanceadas e dados como massas molares.

1. Notas de Aula – Operações Unitárias I 2020.1 – Prof. João Vicente 12
2. EQUAÇÃO QUÍMICA E ESTEQUIOMETRIA INDUSTRIAL
Introdução
A ocorrência de uma reação química em certo processo (conversão química) resulta em uma
parte integrante para os procedimentos de cálculo envolvendo os balanços de massa e
balanços de energia.
A equação química dita equação estequiométrica da reação fornece informações qualitativas e
quantitativas essenciais sobre os reagentes e produtos nas correntes de entrada e saída do
processo, sendo, portanto, necessária a determinação de variáveis que caracterizam a reação,
como por exemplo, a massa, o número de mols e o volume dos reagentes e produtos. porém
não indica o verdadeiro mecanismo e velocidade da reação1
.
A estequiometria é baseada em um princípio fundamental, a lei da conservação da massa: A
massa total de uma substância presente ao final de uma reação química é a mesma massa
total do início da reação, Antoine Lavoisier (1734-1794)2
.
A equação química relaciona o número de mols dos reagentes com o número de mols dos
produtos. A equação química deve ser balanceada para ser trabalhada. Exemplo:
C7H16(l) + 11O2(g) → 7 CO2(g) + 8 H2O(l)
Ex.01: Nas estações de tratamento de água, eliminam-se as impurezas sólidas em
suspensão através do arraste por flóculos de hidróxido de alumínio, produzidos na
reação representada por:
Al2(SO4)3 + 3 Ca(OH)2 → 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4
Para tratar 1,0 x 106 m3 de água, foram adicionadas 17 toneladas de sulfato de
alumínio. Calcular a massa de hidróxido de cálcio necessária para reagir
completamente este sal.
Dado: Massa molar: M ( kg kmol−1 ): Al (27); Ca (40); H (1);O (16); S (32).
R. m Ca(OH)2
= 11 t

2. Notas de Aula – Operações Unitárias I 2020.1 – Prof. João Vicente 13
Ex.02: Há tempos, a Petrobras anunciou (revista Veja de 01/05/91) 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). Calcular a
massa (em toneladas) deste gás que deixará de ser lançada na atmosfera, por dia,
devido à melhoria anunciada.
Dado: Massa molar: M ( kg kmol−1): O (16); S (32).
Reação: S + O2(g) → SO2(g)
R. m SO2
= 544 t
Ex.03: Combustível e importante reagente na obtenção de amônia e compostos orgânicos
saturados, o hidrogênio pode ser obtido pela reação:
NaH(s) + H2O(l) → NaOH(aq) + H2(g)
Quantos litros do gás, nas condições ambiente, podem ser obtidos pela hidrólise de
60,0 g de hidreto de sódio?
Dado: Volume molar nas condições ambiente: 24,5 L mol−1.
Massa molar: M ( g mol−1): NaH (24).
R. m H2
= 61,2 L
Ex.04: Gás carbônico (CO2) é produzido na combustão do heptano (C7H16) de acordo com
a reação balanceada abaixo. Considere que você queira produzir 500 kg de gelo seco
por hora e que 50 % do CO2 possam ser convertidos em gelo seco. Calcular a
quantidade em quilogramas de heptano que são queimados por hora.
Dado: Massa molar: M ( kg kmol−1): C7H16 (100,1); CO2 (44).
C7H16(l) + 11O2(g) → 7 CO2(g) + 8 H2O(l)
R. m C7H16
= 325 kg

3. Notas de Aula – Operações Unitárias I 2020.1 – Prof. João Vicente 14
Ex.05: Uma análise de F fornece a seguinte composição em massa: A (92,89 %); D (5,41 %)
e insolúveis (1,70 %), de acordo com as reações: Reações: A → B + C; D → E + C.
Sabendo-se que X corresponde a uma mistura de B, E e insolúveis, calcular:
(1 t = 2.000 lbm)
F
C
calor
B
E
insolúveis
X
a) a massa de B, em lbm, que podem ser obtidas a partir de 5 toneladas de F
b) a massa de C, em lbm, que podem ser recuperadas por cada libra-massa de F;
c) a massa de F, em lbm, necessária para produzir 1 tonelada de X.
Dados: Massa molar: M ( lbm lbmol−1):
A (100,1); B (56,08); C (44,0); D (84,32); E (40,32).
R. a) mB = 5.204 lbm; b) mC = (0,4083+0,0282) lbm = 0,437 lbm; c) mF= 3.551 lbm
Ex.06: Uma determinada gasolina de aviação usou 1,00 cm3 de chumbo tetraetilaa
Pb(C2H5)4, de massa específica 1,66 g cm−3, por litro de produto. Este composto é
produzido da seguinte maneira através da reação química não balanceada:
C2H5Cl + NaPb → Pb(C2H5)4 + NaCl + Pb
Calcular a massa de cloreto de etila, C2H5Cl, em gramas, necessários para fornecer
chumbo tetraetila suficiente para 1 litro de gasolina.
Dados: Massa molar: M ( g mol−1): Pb(C2H5)4 (323); C2H5Cl (64,5).
R. mC2H5Cl= 1,32 g
1
HIMMELBLAU, David M. Engenharia química: princípios e cálculos. 7.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2006. 846p.
2
BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Química: a ciência central. 9 ed. São Paulo: Pearson, 2005. 972p.
a
Tetraetilchumbo ou chumbo tetraetila é um aditivo para gasolina cuja fórmula é Pb(C2H5)4. Este aditivo provoca o aumento da octanagem da
gasolina - índice de resistência à detonação de combustíveis usados em motores no ciclo de Otto (tais como gasolina, álcool e GNV). Porém,
é tóxico e libera partículas de chumbo (metal pesado) no ar. É citado na literatura com a abreviatura TEL, do inglês tetraethyl lead. Disponível
em: http: <//pt.wikipedia.org/wiki/Tetraetilchumbo>.