Cálculo estequiométrico

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Cálculo estequiométrico

  1. 1. AplicaAplicaççãoão Quando uma reação química é realizada com quantidades conhecidas de reagentes, é possível prever a quantidade de produto formado. De forma inversa, podemos prever quanto reagente é necessário para obter determinada quantidade de produto. “Estabelecer essas relações entre as quantidades de reagentes e, a partir delas, realizar previsões é o que se denomina estequiometria ou cálculo estequiométrico.” Deve-se conhecer: Equação química do processo com seus respectivos coeficientes estequiométricos (reação BALANCEADA); Massa molar (M / g mol-1) de cada participante da reação; n = m M A unidade fundamental destes cálculos é o mol! Joel FernandoJoel Fernando Quantidade de matéria (mol) Quantidade de massa (g) Massa Molar (g mol-1)
  2. 2. + Coeficiente EstequiomCoeficiente Estequioméétrico e balanceamento de reatrico e balanceamento de reaçções quões quíímicasmicas Considerando a lei de conservação das massas, chega-se a premissa de Dalton: “Átomos não são criados, nem destruídos em uma reação química”. Desta forma, em uma equação química, deve-se indicar essa proporção em mol de cada participante de modo que o número de átomos presentes nas espécies reagentes seja equivalente ao número de átomos nos produtos. Exemplo: Joel FernandoJoel Fernando + De modo simplificado podemos dizer que a massa de reagentes permanece constante após a reação conservada nos produtos formados! N2(g) + H2(g)1 33 22NH3(g)
  3. 3. ProporProporçções Estequiomões Estequioméétricastricas Quando uma reação é realizada sob proporções estequiométricas, ou seja, em proporção exata, os reagentes são consumidos em sua totalidade conduzindo à formação dos produtos. Exemplo: Considerando a equação de obtenção do clínquer, calcule quantos gramas de água e quantos gramas de óxido de cálcio são necessários para cada kilograma de aluminato de tricálcio; Joel FernandoJoel Fernando Ca3(Al2O6) + CaO + 12 H2O Al2O3 . 4 CaO. 12 H2OCa3(Al2O6) + CaO + 12 H2O Al2O3 . 4 CaO. 12 H2O Maluminato Mcal Mágua = 270,3 g mol-1 = 56,1 g mol-1 = 18,0 g mol-1 naluminato ncal Nágua = 1mol = 1 mol = 12 mols maluminato mcal mágua n = m M m = n x M = 270,3 g = 56,1 g = 216 g 1000 g 207,2 g207,2 g 799,1 g799,1 g
  4. 4. ProporProporçções não Estequiomões não Estequioméétricastricas Quando uma reação é realizada sob proporções não estequiométricas, ou seja, em proporção não correspondente as proporções fixas de reação entre os reagentes, os reagentes não são consumidos em sua totalidade e é formada a máxima quantidade possível de produtos, porém, sempre limitada àquele reagente com a proporção limitada. Nomeia-se então, o reagente que está em menor quantidade à estequiométrica, reagente limitantereagente limitante. Exemplo: Considerando a equação de obtenção do clínquer, calcule quantos gramas de clínquer poderiamos obter a partir de 207,2 g de óxido de cálcio, 799,1 g de água e 750 g de aluminato de tricálcio; Joel FernandoJoel Fernando 270,3 g 56,1 g56,1 g 216 g216 g Ca3(Al2O6) + CaO + 12 H2O Al2O3 . 4 CaO. 12 H2O Sabemos mclínquer Não sabemos M = 542,4 g mol-1 n = 1 mol m = 542,4 g
  5. 5. ProporProporçções não Estequiomões não Estequioméétricastricas Quando uma reação é realizada sob proporções não estequiométricas, ou seja, em proporção não correspondente as proporções fixas de reação entre os reagentes, os reagentes não são consumidos em sua totalidade e é formada a máxima quantidade possível de produtos, porém, sempre limitada àquele reagente com a proporção limitada. Nomeia-se então, o reagente que está em menor quantidade à estequiométrica, reagente limitantereagente limitante. Exemplo: Considerando a equação de obtenção do clínquer, calcule quantos gramas de clínquer poderiamos obter a partir de 207,2 g de óxido de cálcio, 799,1 g de água e 750 g de aluminato de tricálcio; Joel FernandoJoel Fernando 270,3 g 56,1 g56,1 g 216 g216 g Ca3(Al2O6) + CaO + 12 H2O Al2O3 . 4 CaO. 12 H2O Sabemos 270,3 g m = 542,4 g 542,4 g 750 g Resposta R = 1505,0 g
  6. 6. Rendimento de ReaRendimento de Reaçção e Grau de Purezaão e Grau de Pureza A partir do reagente limitante podemos prever o rendimento máximo percentual de uma reação. Existem duas fontes de limitação da quantidade de produto formada. Quando o reagente limitante está em proporção inferior a estequiométrica; Quando o reagente não é puro (pureza < 100%). Exemplo: Supondo que houve uma avaria no processo de fabricação do clínquer, onde, pela quantidade de reagentes dispostos à reação, esperava-se 1,4 toneladas do produto, porém, foram obtidos somente, 1,0(uma) tonelada. (a) Indique o rendimento do processo. (b) Após as devidas apurações, descobriu-se que a fonte da avaria, foi a impureza do óxido de cálcio utilizado. Indique qual seu grau de pureza. Joel FernandoJoel Fernando R = 71,4 %
  7. 7. Volume de GVolume de Gáás e o mols e o mol Nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) o volume de 1 mol de qualquer gás equivale a 22,4 L. Exemplo: No processo de obtenção de óxido de cálcio (cal), são liberados por cada mol de decomposição térmica de carbonato de cálcio, 1,0 mol de dióxido de carbono. Indique quantos litros de dióxido de carbono são produzidos a partir da decomposição de 1,0(uma) tonelada de carbonato de cálcio com 94% de pureza. Joel FernandoJoel Fernando R = 210349,664 L R = 210350 L
  8. 8. RelaRelaçções Estequiomões Estequioméétricastricas Relação em quantidade de matéria (número de mols) Relação quantidade de matéria-massa Relação entre massa Relação massa-moléculas Relação moléculas-átomos Relação massa-átomos Relação mol-volume Relação massa-volume Joel FernandoJoel Fernando

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