O documento discute os principais conceitos de estequiometria, incluindo:
1) Leis ponderais e volumétricas das reações químicas
2) Cálculos estequiométricos para determinar quantidades de substâncias em reações
3) Conceitos como reagente limitante e em excesso
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LEI PONDERAIS DAS
REAÇÕES QUÍMICAS
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Estequiometria das reações químicas
É o cálculo das quantidades das substâncias envolvidas numa reação química.
Bases para o estudo da estequiometria (século XVIII ) - Leis das Combinações
Químicas. Essas leis foram divididas em dois grupos:
Leis ponderais: relacionam as massas dos participantes de uma reação.
Lei volumétrica: relaciona os volumes dos participantes de uma reação.
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LEIS PONDERAIS
Lei de Lavoisier - Lei da conservação das massas
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LEIS PONDERAIS
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Lei de Proust – Lei das proporções constantes
A composição da água apresentará sempre uma mesma relação entre as massas de hidrogênio e
oxigênio, qualquer que seja a massa de água considerada.
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LEI VOLUMÉTRICA
Lei de Gay-Lussac – Lei da Combinação dos Volumes Gasosos
Temos então 2:1:2, que é uma proporção de números inteiros e pequenos
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Observação:
-no primeiro exemplo: 2V + 1 V ≠ 3V
- no segundo exemplo: 1V + 1V = 2V
No segundo exemplo há, mas no
primeiro não há conservação de
volume durante a reação, ou
seja, houve contração de volume.
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Curiosidades...
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ESTEQUIOMETRIA
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RELACIONANDO QUANTIDADES
Como saber a quantidade de produtos obtida a partir de
uma determinada quantidade de reagentes?
Como uma indústria calcula a quantidade de reagentes que
devem ser utilizados a fim obter a quantidade de produtos e
atender a encomenda de determinado(s) comprador(s)?
As indústrias de processos químicos visam econômica
e, portanto, buscam utilizar a menor quantidade possível de
reagentes e com o menor custo, para a mesma quantidade
produzida. Elas procuram a relação custo x beneficio.
Em Química, as relações em massas, volumes e mesmo em
quantidade de energia são denominadas cálculos
estequiométricos
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Pense nesta situação e entenda o que fazemos quando aplicamos proporções nos
cálculos estequiométricos!! Aproveita, mistura os reagentes(ingredientes) e traz o
produto formado na próxima aula para avaliação do professor...
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Interpretações de uma reação
Dados: massas atômicas do nitrogênio (N = 14) e do hidrogênio (H = 1)
Equação química balanceada de formação de amônia
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Vamos praticar!!!
1)Calcular o número de mol de amônia produzido na reação de 5 mol de gás
nitrogênio com quantidade suficiente de gás hidrogênio. R: 10 mol de NH3
2) Determinar a massa de amônia produzida na reação de 5 mol de gás nitrogênio
com quantidade suficiente de gás hidrogênio. (Dado: massa molar do NH3 = 17
g/mol) R: 170 g de NH3
3) Calcular a massa de amônia produzida na reação de 140 g de gás nitrogênio com
quantidade suficiente de gás hidrogênio. (Dados: massas molares do NH3 = 17
g/mol; N2 == 28 g/mol) R: 170 g de NH3
4) Determinar o volume de amônia, nas CNTP, produzido na reação de 140 g de
gás nitrogênio com quantidade suficiente de gás hidrogênio. (Dados: massa molar
do N2 == 28 g/mol e volume molar do NH3 nas CNTP = 22,4 L mol–1) R: 224 L de NH3
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Vamos praticar!!!
5) Calcular a massa de óxido cúprico obtida a partir de 2,54g de cobre
metálico, dada a reação. (massas atômicas: O=16;Cu=63,5) (R: 3,18g de CuO)
Cu + O2 CuO
6) Calcular o volume de gás carbônico obtido nas condições normais de
temperatura e pressão, por calcinação de 200g de carbonato de cálcio (massas
atômicas: C=12, O=16;Ca=40) (R: 44,8 L de CO2)
CaCO3 ------> CaO + CO2
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Vamos praticar!!!
7) Calcular o número de moléculas de gás carbônico obtido pela queima
completa de 4,8 g de carbono puro. (massa atômica: C=12) (R: 2,4.1023 moléculas de CO2)
8) Quais são as massas de ácido sulfúrico e hidróxido de sódio necessárias
para preparar 28,4 g de sulfato de sódio? (massas atômica: H=1; O=16;
Na=23; S=32) (R: 19,6g de H2SO4 e 16,0 g de NaOH)
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Reações na indústria química
Os cálculos estequiométricos vistos até agora referem-se a condições teóricas. Na prática, em
certas situações, os reagentes são misturados em quantidades não
estequiométricas, ou então apresentam impurezas. Nem sempre, também, as reações
ocorrem com aproveitamento total.
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REAGENTE EM EXCESSO
E LIMITANTE
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REAGENTE EM EXCESSO E REAGENTE LIMITANTE
Reagente limitante: é consumido totalmente.
Reagente em excesso: resta certa quantidade sem reagir.
Imagine que tenhamos de montar o maior número possível de conjuntos
formados por um parafuso e duas porcas, e para isso disponhamos de cinco
parafusos e doze porcas.
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Etapas sugeridas para resolução de questões que envolvem reagente
limitante e reagente em excesso:
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Praticando é que se aprende!!
ELABORAÇÃO: Prof. Máiquel Vieira R.45/35
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PUREZA
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22. REAÇÕES QUÍMICAS COM
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SUBSTÂNCIAS IMPURAS
1 ª Possibilidade de cálculos envolvendo esta situação
Praticando é que se aprende!!
ELABORAÇÃO: Prof. Máiquel Vieira R. 160 g
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2ª Possibilidade de cálculos envolvendo esta situação
Praticando é que se aprende!!
ELABORAÇÃO: Prof. Máiquel Vieira R. 150/187,5
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RENDIMENTO
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RENDIMENTO DE UMA REAÇÃO QUÍMICA
Na prática, nem sempre conseguimos obter a quantidade máxima possível de produtos. Assim, é comum
que a reação ocorra com um rendimento real menor que o rendimento teórico (100%). Para
determinar a porcentagem de rendimento real, devemos determinar antes o rendimento teórico, a
partir das quantidades estequiométricas
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Praticando é que se aprende!!
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27. Caiu no ENEM !!!
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Em setembro de 1998, cerca de 10.000 toneladas de ácido sulfúrico (H2SO4) foram
derramadas pelo navio Bahamas no litoral do Rio Grande do Sul. Para minimizar o
impacto ambiental de um desastre desse tipo, é preciso neutralizar a acidez
resultante. Para isso pode-se, por exemplo, lançar calcário, minério rico em
carbonato de cálcio (CaCO3), na região atingida.
A equação química que representa a neutralização do H2SO4 por CaCO3, com a
proporção aproximada entre as massas dessas substâncias é:
H2SO4 + CaCO3 CaSO4 + H2O + CO2
1 tonelada reage com 1 tonelada sólido sedimentado gás
Pode-se avaliar o esforço de mobilização que deveria ser empreendido para enfrentar
tal situação, estimando a quantidade de caminhões necessária para carregar o
material neutralizante. Para transportar certo calcário que tem 80% de CaCO3, esse
número de caminhões, cada um com carga de 30 toneladas, seria próximo de
(A) 100. (B) 200. (C) 300. (D) 400. (E) 500.
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Bibliografia:
USBERCO, João; Salvador, Edgard. Química Volume Único. 5ª.ed. São Paulo: Saraiva, 2002. 672 p.
FELTRE, Ricardo. Fundamentos de Química: vol. único. 4ª.ed. São Paulo: Moderna, 2005. 700 p.
BRADY, James; Humston, Gerard. Química Geral: vol. 1. 2ª.ed. Livros Técnicos e Científicos. 202 p.
Imagens: http://www.google.com.br/imghp?hl=pt-BR&tab=wi
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