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Representação das transformações químicas

  • 1. Ciências da natureza e suas tecnologias - Química Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com http://quimicasemmedo.blogspot.com/ Enem 2011
  • 2. REPRESENTAÇÃO DAS TRANSFORMAÇÕES QUÍMICAS Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com
  • 3. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Representação de uma reação/equação química: Presta atenção nestas informações que podem estar contidas nas equações químicas: O número total de átomos dos reagentes deve ser igual ao número total de átomos dos produtos
  • 4. Balanceamento de equações químicas Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com CÁLCULOS QUÍMICOS Reação de combustão completa do gás metano (CH4): 1) Descubra qual a substância na equação toda com maior número de átomos na fórmula. 2) A essa substância atribuiremos o coeficiente 1, e ela servirá de referência para o acerto de todos os outros coeficientes.
  • 5. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com O que falta agora? Tá pronta?
  • 6. Massa atômica de um átomo (MA) Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com
  • 7. Massa molecular Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com É a soma das massas atômicas dos átomos que constituem as moléculas.
  • 8. CONSTANTE DE AVOGADROOU NÚMERO DE AVOGADRO Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com
  • 9. MOL: A UNIDADE DE QUANTIDADE DE SUBSTÂNCIAS Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com massa (1 quilo de açúcar) volume (1 litro de leite) número de unidades.
  • 10. MASSA MOLAR (M) Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com
  • 11. DETERMINAÇÃO DA QUANTIDADEDE SUBSTÂNCIA = NÚMERO DE MOL Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com É a relação entre a massa (m) de uma amostra de substância e sua massa molar (M).
  • 12. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Considere um copo de água mineral de 200 mL. Determine: R.: a) 11,1 mol b) 6,7.1024 moléculas de água c) 6,7.1024 átomos de oxigênio d) 13,4.1024 átomos de hidrogênio d) 20,1.1024 átomos
  • 13. Estequiometria das reações químicas Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 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.
  • 14. LEIS PONDERAIS Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Lei de Lavoisier - Lei da conservação das massas
  • 15. LEIS PONDERAIS Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 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.
  • 16. LEI VOLUMÉTRICA Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Lei de Gay-Lussac – Lei da Combinação dos Volumes Gasosos Temos então 2:1:2, que é uma proporção de números inteiros e pequenos
  • 17. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 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.
  • 18. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Curiosidades...
  • 19. RELACIONANDO QUANTIDADES Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 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
  • 20. 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... Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com
  • 21. Interpretações de uma reação Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Dados: massas atômicas do nitrogênio (N = 14) e do hidrogênio (H = 1) Equação químca balanceada de formação de amônia
  • 22. Vamos praticar!!! Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 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
  • 23. Reações na indústria química Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 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.
  • 24. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 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.
  • 25. Etapas sugeridas para resolução de questões que envolvem reagente limitante e reagente em excesso: Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com
  • 26. Praticando é que se aprende!! Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com R.45/35
  • 27. REAÇÕES QUÍMICAS COM SUBSTÂNCIAS IMPURAS Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 1 ª Possibilidade de cálculos envolvendo esta situação Praticando é que se aprende!!
  • 28. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 2ª Possibilidade de cálculos envolvendo esta situação Praticando é que se aprende!!
  • 29. RENDIMENTO DE UMA REAÇÃO QUÍMICA Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 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
  • 30. Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com Praticando é que se aprende!!
  • 31. Bibliografia: Prof. Maiquel Vieira engmaiquel@gmail.com 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