Aula de Esquiometria Prof Kamil

5.777 visualizações

Publicada em

Pessoal material muito bom para estudar o conteúdo novo!!!! Agora FALTA pouco!

Publicada em: Educação
2 comentários
8 gostaram
Estatísticas
Notas
  • No exemplo 24: por que 160 de Fe2O3 está em TONELADAS sendo que a massa total dos elementos sempre é calculado em gramas? Sendo Fe2 = 112 + O3 = 48g são 160g. Não compreendi o fato de estar em toneladas.
       Responder 
    Tem certeza que deseja  Sim  Não
    Insira sua mensagem aqui
  • muito bom. deu p'ra aprender. obrigada
       Responder 
    Tem certeza que deseja  Sim  Não
    Insira sua mensagem aqui
Sem downloads
Visualizações
Visualizações totais
5.777
No SlideShare
0
A partir de incorporações
0
Número de incorporações
676
Ações
Compartilhamentos
0
Downloads
228
Comentários
2
Gostaram
8
Incorporações 0
Nenhuma incorporação

Nenhuma nota no slide

Aula de Esquiometria Prof Kamil

  1. 1. Cálculo Estequiométrico ou Estequiometria:é o cálculo das quantidades de reagentes e/ou produtosdas reações químicas feito com base nas leis das reaçõese executado, em geral, com auxilio de regra de trêssimples.
  2. 2. Cálculo Estequiométrico ou Estequiometria: é o cálculodas quantidades de reagentes e/ou produtos das reaçõesquímicas feito com base nas leis das reações e executado,em geral, com auxilio de regra de três simples.E se fosse para fazer 2 bolos e meio quanto de trigo, ovos,xícaras de leite precisaria?
  3. 3. # Para o trigo: 1 trigo ------------------------------------ 1 bolo X trigo ------------------------------------ 2,5 bolos X = 2,5 de trigo
  4. 4. # Para o ovo: 6 ovos ------------------------ 1 bolo X ovos ------------------------ 2,5 bolos X = 2,5 x 6 X = 15 ovos
  5. 5. # Para o leite: 3 xícaras --------- 1 bolo X xícaras --------- 2,5 bolos X = 2,5 x 3 X = 7,5 xícaras
  6. 6. VALORES DA ESTEQUIOMETRIA:- Massa (mg, g, Kg,...).- Mol (mol).- Nº de Partículas (átomos, moléculas ou íons).- Volume (mL, L, ...).1 MOL = MASSA MOLAR = 6 X 1023 (nº de partículas) = 22,4 L (CNTP)
  7. 7. Ex1: Reação de produção de amônia.
  8. 8. Ex2: Relação mol, massa, volume e nº departículas - Massa = 18g.Em 1 mol de H2O - Volume (CNTP) = 22,4L. - Nº de partículas = 6x1023 moléculas.
  9. 9. “RECEITA” PARA RESOLVER PROBLEMASDE CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO:I. Escrever e Balancear (acertar os coeficientes) aequação química mencionada no problema;II. Identificar no problema o dado e a pergunta;III. Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes;IV. Estabelecer e Solucionar uma regra de três simplesentre o dado e a pergunta.
  10. 10. # I.P.C.: Relações e Fórmulas importantes:1 mol = Massa molar = 6 x 1023 (entidades) = 22,4 L (CNTP)nº mols = m P xV = n xR xT M xM
  11. 11. •CASOS GERAIS DE CÁCULOESTEQUIOMÉTRICO:I. RELACIONANDO MOL com MOL: É quando o dado e a pergunta do problema estãoexpressos em mols. Equação: Mol ---------- Mol Problema: mol ---------- molEx3: Dada a equação química balanceada: Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O Sabendo que o cobre metálico que reage completamentecom 3,2 mols de HNO3. Quantos mols de óxido nítrico se formam?
  12. 12. - PASSO I: Escrever e Balancear (acertar os coeficientes) aequação química mencionada no problema; 3 Cu + 8 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 2 NO + 4 H2O- PASSO II: Identificar no problema o dado e a pergunta; 8 HNO3 ----------- 2 NOEquação: Mol --------------- MolProblema: 3,2mols ---------- Xmols NO=?
  13. 13. - PASSO III: Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes; 8 HNO3 ----------- 2 NOEquação: 8mols ------------ 2molsProblema: 3,2mols ---------- Xmols NO=?- PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de três simplesentre o dado e a pergunta. 8 mols ---------2mols 3,2mols --------- Xmols 8X = 3,2 X 2 8X = 6,4 X= 6,4 8 X = 0,8 mols
  14. 14. II. RELACIONANDO MASSA com MASSA: É quando o dado e a pergunta do problema estãoexpressos em massa. Equação: MM ---------- MM Problema: m ------------ m MM: massa molar.Ex5: Na reação de formação do óxido de cobre (CuO) descritaabaixo: 2Cu + O2 → 2CuO Calcule a massa de óxido de cobre obtida a partir de 2,54gde cobre metálico. (Dados: Cu=63,5; O=16).- PASSO I: Escrever e Balancear (acertar os coeficientes) aequação química mencionada no problema; 2Cu + O2 → 2CuO
  15. 15. - PASSO II: Identificar no problema o dado e a pergunta; 2 Cu ------------ 2 CuOEquação: MM ------------- MMProblema: 2,54 g ---------- Xgramas CuO=?- PASSO III: Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes; 2 Cu ------------------- 2 CuOEquação: 2 x 63,5g/mol----------- 2 x 79,5g/molProblema: 2,54 g ----------------- Xgramas CuO=?
  16. 16. - PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de três simplesentre o dado e a pergunta. 2 x 63,5g/mol----------- 2 x 79,5g/mol 2,54 g ----------------- Xgramas CuO=? 127X = 403,86 x = 403,86 127 X = 3,18 g
  17. 17. III. RELACIONANDO MOL com MASSA: É quando o dado é expresso em mol e a pergunta emmassa ou vice-versa. Equação: Mol ---------- MM Problema: mol ----------- m MM: massa molar.Ex8: Quantos mols de ácido clorídrico são necessários paraproduzir 23,4g de cloreto de sódio, obedecendo a seguintereação: HCl + NaOH → NaCl + H2O(Dados: Na=23; Cl=35,5; O=16; H=1)- PASSO I: Escrever e Balancear (acertar os coeficientes) aequação química mencionada no problema; HCl + NaOH → NaCl + H2O
  18. 18. - PASSO II: Identificar no problema o dado e a pergunta; HCl -------------- NaClEquação: Mol -------------- MMProblema: Xmol HCl=? ------ 23,4 g- PASSO III: Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes; HCl ---------------- NaCl Equação: 1 mol -------------- 58,5g/mol Problema: Xmol HCl=? -------- 23,4 g
  19. 19. - PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de três simplesentre o dado e a pergunta. 1 mol -------------- 58,5g/mol Xmol HCl=? ---------- 23,4 g 58,5X = 23,4 X = 23,4 58,5 X = 0,4 mols
  20. 20. IV. RELACIONANDO VOLUME com VOLUME: É quando o dado e a pergunta são expressos em volume. Equação: Mol de volume ---------- Mol de volume Problema: Volume ------------------ VolumeEx11: Nos veículos movidos a metano, uma das reações érepresentada abaixo. Nas mesmas condições de pressão etemperatura, qual o volume de H2O produzido a partir da queimade 50 cm³ desse combustível? CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)- PASSO I: Escrever e Balancear (acertar os coeficientes) a equação química mencionada no problema; CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(g)
  21. 21. - PASSO II: Identificar no problema o dado e a pergunta; CH4 -------------- 2 H2OEquação: mol (V) ---------- mol (V)Problema: 50 cm³ ---------- X cm³ de CO2 =?- PASSO III: Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes; CH4 -------------- 2 H2OEquação: 1 mol (V) ----------- 2 mols (V)Problema: 50 cm³ ---------- X cm³ de CO2 =?
  22. 22. - PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de três simplesentre o dado e a pergunta. 1 mol (V) ----------- 2 mols (V) 50 cm³ ------------- X cm³ de CO2 =? X = 100 cm³ ou 100 mL
  23. 23. - PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de trêssimples entre o dado e a pergunta. 1 mol (V) ----------- 2 mols (V) 50 cm³ ------------- X cm³ de CO2 =? X = 100 cm³ ou 100 mL
  24. 24. V. RELACIONANDO MASSA com VOLUME: É quando o dado é expresso em massa e a pergunta emvolume ou vice-versa. Equação: MM ------- 22,4 L Problema: m -------- Volume MM: massa molar. Volume Molar (CNTP) = 22,4 L.Ex14: Calcular o volume de gás carbônico obtidos, nas condiçõesnormais de temperatura e pressão, por calcinação de 200g decálcio. (Dados: C=12; O=16; Ca=40; Vmolar = 22,4L). CaCO3 → CaO + CO2- PASSO I: Escrever e Balancear (acertar os coeficientes) a equação química mencionada no problema; CaCO3 → CaO + CO2
  25. 25. - PASSO II: Identificar no problema o dado e a pergunta; CaCO3 -------- CO2 Equação: MM---------- VMOLAR Problema: 200 g ---------- X cm³ de CO2 =?- PASSO III: Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes; CaCO3 ------------ CO2 Equação: 100g/mol ---------- 22,4 L Problema: 200g ------------- X L de CO2 =?
  26. 26. - PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de três simplesentre o dado e a pergunta. 100g/mol ---------- 22,4 L 200g ------------- X L de CO2 =? 100X = 4480 X = 4480 100 X = 44,8 L (CNTP)
  27. 27. # I.P.C: O problema acima trata de um gás nas CNTP, casoisso não ocorra, o resultado deve ser transformado parade um gás real. Observe o próximo exemplo.Ex15: (Mackenzie-SP) O volume de CO2, medido a 27°C e 1 atm,produzido na combustão de 960g de metano, é: (Dados: C=12;O=16; H=1; R=0,082 atm.L.mol-1.K-1) CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) 16g/mol ------------- 22,4L 960g -------------- X litros de CO2 = ? 16X = 21504 X = 21504 16 X = 1344L p/gás ideal (CNTP)
  28. 28. # P/ gás real: CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(g) 16g/mol --------------- 1 mol 960g ____________ Xmol CO2=? 16X = 960 X = 960 16 X = 60 mols P.V = n.R.T 1.V = 60.0,082.300 V = 1476 L
  29. 29. VI. RELACIONANDO MASSA com Nº DEPARTÍCULAS: É quando o dado é expresso em massa e a pergunta emnº de partículas (átomos, íons, moléculas, etc.) ou vice-versa. Equação: MM ------- 6x1023 partículas Problema: m -------- nº de partículas MM: massa molar. Número de Avogadro: 6x1023 partículas.Ex18: Quantas moléculas de gás carbônico podem ser obtidas pelaqueima completa de 4,8g de carbono puro? (Dados: C=12;O=16): C + O2 → CO2
  30. 30. - PASSO I: Escrever e Balancear (acertar os coeficientes) a equação química mencionada no problema; C + O2 → CO2- PASSO II: Identificar no problema o dado e a pergunta; C -------------- CO2Equação: MM------------ Nº de AvogadroProblema: 4,8g ---------- Xmoléculas de CO2 = ?
  31. 31. - PASSO III: Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes; C ------------ CO2Equação: 12g/mol --------- 6x1023 moléculasProblema: 4,8g ------------- Xmoléculas de CO2 = ?- PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de três simples entre o dado e a pergunta. 12g/mol --------- 6x1023 moléculas 4,8g ------------- Xmoléculas de CO2 = ? 12X = 4,8x6x1023 X = 4,8 x 6x1023 12 X = 2,4x1023 moléculas de CO2
  32. 32. • CASOS PARTICULARES DE CÁLCULOESTEQUIOMÉTRICO:VII. QUANDO HÁ DUAS OU MAIS REAÇÕESVeja o exemplo a seguir:Ex21: Dadas às reações, calcule a quantidade de ácido sulfúricopartindo de 8g de enxofre? S(s) + O2(g) → SO2(g) SO2(g) + ½O2(g) → SO3(g) SO3(g) + H2O(L) → H2SO4(L)Quando há esse tipo de problema não é necessário calcular ovalor das quantidades dos produtos formados de cada reação. Émuito mais prático “somar algebricamente” as equaçõesquímicas e efetuar o cálculo estequiométrico diretamentena equação final.
  33. 33. S(s) + O2(g) → SO2(g) SO2(g) + ½O2(g) → SO3(g) SO3(g) + H2O(L) → H2SO4(L) S(s) + O2(g) + H2O(g) → H2SO4(L)Neste tipo de problema é indispensável que:- todas as equações estejam balanceadas individualmente;- as substâncias “intermediárias” terão que sercanceladas, para isso as quantidades devem ser iguais. Apósessas etapas recaímos em um cálculo estequiométrico comum,onde para resolver é só:
  34. 34. - PASSO I: Escrever e Balancear (acertar os coeficientes) aequação química mencionada no problema; S(s) + O2(g) + H2O(g) → H2SO4(L)- PASSO II: Identificar no problema o dado e a pergunta; S ------------- H2SO4 Equação: MM------------ MM Problema: 8g ------------ Xgramas de H2SO4 = ?
  35. 35. - PASSO III: Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes; S -------------- H2SO4Equação: 32g/mol --------- 98g/molProblema: 8g ------------- Xgramas de H2SO4 = ?- PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de três simples entre o dado e a pergunta. 32g/mol ----------- 98g/mol 8g ---------------- Xgramas de H2SO4 = ? X = 8 x 98 32 X = 24,5 g
  36. 36. VIII. RENDIMENTO DAS REAÇÕESQUÍMICAS r = É comum em uma reação química produzir uma quantidade deproduto menor do que a esperada pela equação químicacorrespondente. Desta maneira dizemos que o rendimento da reaçãonão foi total, ou seja, não foi 100%.RENDIMENTO (r): é o quociente entre a quantidade de produtoobtida e a quantidade de produto calculada teoricamente. r = quantidade real quantidade teoricamente
  37. 37. Ex24: Num processo de obtenção de ferro a partir de hematita(Fe2O3), considere a equação não balanceada: Fe2O3 + C → Fe + CO Utilizando-se 4,8 t de minério e admitindo-se um rendimentode 80% na reação, a quantidade de ferro produzida será de:(Dados: Massas atômicas: C = 12; O = 16; Fe = 56).- PASSO I: Escrever e Balancear (acertar os coeficientes) aequação química mencionada no problema; Fe2O3 + 3 C → 2 Fe + 3 CO
  38. 38. - PASSO II: Identificar no problema o dado e a pergunta; Fe2O3 ------------ 2 FeEquação: MM--------------- MMProblema: 8g --------------- XTonelada de Fe = ?- PASSO III: Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes; Fe2O3 ------------- 2 FeEquação: 160 t ------------- 2 x 56 tProblema: 8g ------------- XTonelada de Fe = ?
  39. 39. - PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de três simplesentre o dado e a pergunta. 160 t ------------- 2 x 56 t 4,8 t --------------- XTonelada de Fe = ? X = 4,8 x 112 160 X = 3,36 t de Fe- PASSO V: Cálculo da quantidade de produto para 80% derendimento. Rendimento 100% ---------------------- 3,36 t Rendimento 80% ------------------------ Y t Y = 80 x 3,36 100 Y = 2,688 t de Fe
  40. 40. IX. PUREZA DOS REAGENTES DAS REAÇÕESQUÍMICAS Em reações químicas industriais é comum o uso dereagentes impuros, por motivo de serem mais baratos ou porse tratarem, por exemplo, de minérios. O calcário, por exemplo,que é um tipo de minério formado principalmente por CaCO3(substância principal), porém é acompanhado de várias outrassubstâncias, chamadas de impurezas. Deste modo, se uma amostra de 25g é composta de 85%de pureza temos: Amostra: 25 g ------------------------ 100% Subst. principal: X g ----------------------- 85% X = 85 x 25 100 X = 21,25 g de substância pura.
  41. 41. Ex27: Uma amostra de calcita, contendo 80% de carbonato decálcio, sofre decomposição quando submetida a aquecimento,segundo a equação abaixo: CaCO3 → CaO + CO2 Qual a massa de óxido de cálcio obtida a partir da queimade 800g de calcita?-PASSO I: Cálculo da quantidade de reagente puro. 800 g ----------------------- 100% CaCO3 puro --------------- 80% CaCO3 puro = 800 x 80 100 CaCO3 puro = 640 g
  42. 42. - PASSO II: Após o cálculo do reagente puro proceda como umcaso geral de cálculo estequiométrico. Escreva e Balancie (acertaros coeficientes) a equação química mencionada no problema; CaCO3 → CaO + CO2- PASSO III: Identificar no problema o dado e a pergunta; CaCO3 --------- CaO Equação: MM------------ MM Problema: 640 g ---------- X gramas de CaO =?
  43. 43. - PASSO IV: Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes; CaCO3 --------- CaO Equação: 100 g ---------- 56 g Problema: 640 g ---------- X gramas de CaO =?- PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de três simples entre o dado e a pergunta. 100 g ---------- 56 g 640 g ---------- X gramas de CaO =? X = 640 x 56 100 X = 358,4 g
  44. 44. X. REAGENTE EM EXCESSO E LIMITANTE# IMPORTANTE !1º) Numa reação química, os reagentes presentes nem sempreestão de acordo com os coeficientes da equação químicabalanceada.2º) Nesse caso, um dos reagentes será consumido primeiro e vaideterminar o final da reação, sendo chamado de ReagenteLimitante.3o) O outro reagente que não foi totalmente consumido ou“restou” é chamado de Reagente em Excesso.
  45. 45. # “Receita para resolver” Quando são dadas duas quantidades de reagentes umadelas provavelmente está em excesso.-PASSO I. Escolha uma quantidade e Isole o outro valor;- PASSO II. Monte a regra de três entre o dado e apergunta e a solucione;- PASSO III.Se o valor encontrado > valor isolado → reagente limitante.Se o valor encontrado < valor isolado → reagente em excesso.Se o valor encontrado = valor isolado → reagente em excesso.
  46. 46. Ex31: Misturando-se 147g de ácido sulfúrico e 100g de hidróxidode sódio para que reajam segundo a equação descrita abaixo: H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2OPede-se calcular:a) a massa de sulfato de sódio formada;b) a massa do reagente que sobra (excesso) após a reação.- PASSO I: vamos escolher a massa de ácido sulfúrico (147g) eisolar a massa do hidróxido de sódio (100g);
  47. 47. - PASSO II: vamos fazer o cálculo da quantidade de hidróxido desódio que reagiria com 147g de ácido sulfúrico; H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O H2SO4 --------- 2 NaOHEquação: 98g ---------- 2 x 40gProblema: 147g --------- Xgramas de NaOH=? X = 147 x 80 98 X = 120 g de NaOH
  48. 48. # I.P.C.: Nestes termos isso é impossível, pois oenunciado do problema informa que temos apenas 100gde NaOH. Como foi encontrado (120g) um valor maior queo isolado (100g) dizemos que o NaOH é o reagentelimitante e que o H2SO4 é o reagente em excesso. Agora vamos inverter o cálculo, usaremos a quantidade deNaOH e isolaremos o valor de H2SO4 o excesso de H2SO4. H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O H2SO4 --------- 2 NaOH Equação: 98g ----------- 2 x 40g Problema: Ygramas H2SO4=? ---------- 100g Y = 100 x 98 80 Y = 122,5 g de H2SO4
  49. 49. # I.P.C.: Agora isso é possível, significa dizer que 100g deNaOH dados no problema reagem com 122,5g de H2SO4.Como temos 147g de H2SO4, ainda sobrarão 24,5g o queresponde a pergunta (b) do exemplo 31. Então agora que sabemos o reagente limitante podemoscalcular o valor do produto formado, procedendo como caso geralda estequiometria:- PASSO I: Escrever e Balancear (acertar os coeficientes) aequação química mencionada no problema; H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O- PASSO II: Identificar no problema o dado e a pergunta; 2 NaOH ------------ Na2SO4Equação: MM----------------- MMProblema: 100g --------------- mgramas de Na2SO4 = ?
  50. 50. - PASSO III: Montar uma proporção acertando os coeficientesentre produtos e reagentes; 2 NaOH ------------ Na2SO4Equação: 2 x 40g-------------- 142gProblema: 100g --------------- mgramas de Na2SO4=- PASSO IV: Estabelecer e Solucionar uma regra de três simplesentre o dado e a pergunta. 2 x 40g ---------- 142g 100g ---------- mgramas de Na2SO4=? m = 100 x 142 80 m = 177,5 g de Na2SO4

×