Este capítulo apresenta os conceitos fundamentais de estequiometria, incluindo: 1) Equações químicas representam reações através de reagentes e produtos; 2) Coeficientes estequiométricos fornecem as proporções de reagentes e produtos; 3) Reações são balanceadas de acordo com a lei da conservação da massa.

1. QUÍMICA
A Ciência Central
9
9ª Edição
Capítulo 3
Estequiometria: cálculos com
fórmulas e equações químicas
David P. White
© 2005 by Pearson Education Capítulo 03

2. Equações químicas
ç
• Lavoisier: a massa é conservada em
uma reação química.
ã í i
• Equações químicas: descrições de
reações químicas
químicas.
• Duas partes de uma equação:
reagentes e produtos:
2H2 + O2 → 2H2O
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3. Equações químicas
ç
• A equação química para a formação da água pode ser visualizada
ã í i f ã d á d i li d
como duas moléculas de hidrogênio reagindo com uma molécula
de oxigênio para formar duas moléculas de água:
g p g
2H2 + O2 → 2H2O
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4. Equações químicas
ç
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
2K + 2H2O → 2KOH + H2
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5. Equações químicas
ç
• Coeficientes estequiométricos: são os números na frente das
fórmulas químicas; fornecem a proporção de reagentes e produtos.
fó l í i f ã d t d t
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6. Equações químicas
ç
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7. Equações químicas
ç
• L i da conservação da massa: a matéria não pode ser perdida em
Lei d ã d éi ã d did
nenhuma reação química.
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8. Alguns padrões simples de
reatividade química
Reações d combinação e decomposição
R õ de bi ã d i ã
• A reações d combinação tê menos produtos do que reagentes:
As õ de bi ã têm d t d t
2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s)
• O Mg combina-se com o O2 para formar o MgO.
• As reações de decomposição têm menos reagentes do que
produtos:
d t
2NaN3(s) → 2Na(s) + 3N2(g)
(a reação que ocorre em um airbag)
• O NaN3 se decompôs em Na e N2 gasoso.
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9. Alguns padrões simples de
reatividade química
Reações d combinação e decomposição
R õ de bi ã d i ã
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10. Alguns padrões simples de
reatividade química
Reações d combinação e decomposição
R õ de bi ã d i ã
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11. Alguns padrões simples de
reatividade química
Combustão
C b tã ao ar
A combustão é a queima de uma
substância em oxigênio do ar:
C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) +
4H2O(g)
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12. Massa molecular
Massa molecular e peso fórmula
M l l fó l
• A massa molecular (MF): é a soma de MA para os átomos na
fórmula.
fórmula
MM (H2SO4) = 2(MA do H) + (MA do S) + 4(MA do O)
= 2(1,0 u) + (32,1 u) + 4(16,0 u)
= 98 1 u
98,1
• A massa molecular (MM) é a massa da fórmula molecular.
( )
MM de C6H12O6) = 6(12,0 u) + 12(1,0 u) + 6(16,0 u) = 180,0 u
• Nã se recomenda a utilização do termo massa fórmula
Não d tili ã d t fó l
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13. O mol
Mol: medida conveniente de quantidades químicas.
• 1 mol de algo = 6,0221421 × 1023 daquele algo.
• Experimentalmente, 1 mol de 12C tem uma massa de 12 g.
Massa molar
• Massa molar: é a massa em gramas de 1 mol de substância
(unidades g/mol, g.mol-1).
• A massa de 1 mol de 12C = 12 g.
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14. O mol
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15. O mol
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16. O mol
Esta fotografia mostra um mol de
sólido (NaCl), um mol de líquido
(H2O) e um mol de gás (O2).
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17. O mol
Conversões entre massas, mols
,
e número de partículas
• Massa molar: é a soma das massas molares dos átomos:
massa molar de N2 = 2 × (a massa molar de N).
( )
• As massas molares para os elementos são encontradas na tabela
periódica.
• A massas moleculares são numericamente iguais às massas
As l l ã i i i à
molares.
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18. Fórmulas mínimas a partir
de áli
d análises
• Comece com a % em massa dos elementos (por exemplo, Dados
Empíricos) e calcule uma fórmula, ou
• Comece com a fórmula e calcule os elementos da % em massa.
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20. Fórmulas mínimas a partir
de áli
d análises
Fórmula molecular a partir de fórmula mínima
• Uma vez que conhecemos a fórmula mínima, precisamos da MM
para encontrarmos a fórmula molecular.
• O í di
Os índices inferiores na fórmula molecular são sempre números
i f i fó l l l ã ú
inteiros múltiplos dos índices inferiores na fórmula mínima.
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21. Fórmulas mínimas a partir
de áli
d análises
Análise por combustão
• As fórmulas mínimas são determinadas pela análise por combustão:
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22. Informações quantitativas a
partir de equações
ti d õ
balanceadas
• A equação balanceada fornece o número de moléculas que reagem
para formar produtos.
• Interpretação: a proporção da quantidade de matéria de reagente
necessária para se chegar à proporção da quantidade de matéria do
ái h ã d tid d d té i d
produto.
• Essas proporções são denominadas proporções estequiométricas
estequiométricas.
NB: As proporções estequiométricas são proporções ideais
• As proproções ideais de reagentes e produtos no laboratório devem
ser medidas em gramas e convertidas para mols.
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24. Reagentes limitantes
• Se os reagentes não estão presentes em quantidades
estequiométricas, ao final da reação alguns reagentes ainda estarão
presentes (em excesso).
• R
Reagente li it t um reagente que é consumido
t limitante: t id
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25. Reagentes limitantes
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26. Reagentes limitantes
Rendimentos teóricos
• A quantidade de produto prevista a partir da estequiometria
considerando os reagentes limitantes é chamada de rendimento
teórico.
• O rendimento percentual relaciona o rendimento real (a quantidade
di t t l l i di t l( tid d
de material recuperada no laboratório) ao rendimento teórico:
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27. Fim do Capítulo 3:
Estequiometria: cálculos com
fórmulas e equações químicas
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