Leis das Reações Químicas

LEIS DAS REAÇÕES
QUÍMICAS
As leis das reações químicas podem ser
divididas em dois grupos:
LEIS PONDERAIS
LEIS VOLUMÉTRICAS
São as leis relativas às massas das
São as leis relativas aos volumes
substâncias que participam das
das substâncias que participam
reações químicas
das reações químicas
As principais leis ponderais são:
Lei da conservação das massas
ou
Lei de Lavoisier
Lei das proporções múltiplas
ou
Lei de Dalton
Lei das proporções constantes
ou
Lei de Proust
Lei da conservação das massas
ou
Lei de Lavoisier
metano
+
4g
oxigênio
gás carbônico
16 g
11 g
reagentes
4g
+ 16 g
=
+
água
9g
produto
11 g
20 g
+
9g
=
NUMA REAÇÃO QUÍMICA A MASSA TOTAL DOS REAGENTES
É IGUAL À MASSA TOTAL DOS PRODUTOS
ou ainda
NA NATUREZA, NADA SE PERDE, NADA SE CRIA;
TUDO SE TRANSFORMA
20 g
01) A reação entre 23g de álcool etílico e 48g de
oxigênio produziu 27g de água, ao lado de gás
carbônico. A massa de gás carbônico obtida foi de:
a) 44g.
álcool etílico
+
23g
oxigênio
48g
gás carbônico
mg
b) 22g.
c) 61g.
d) 88g.
e) 18g.
23 + 48
71 – 27 =
=
m + 27
m
m = 44g
+
água
27g
02) Acerca de uma reação química, considere as
seguintes afirmações:
I. A massa se conserva.
V
II. As moléculas se conservam.
III. Os átomos se conservam.
São corretas as afirmações:
a) I e II apenas.
b) II e III apenas.
c) I e III apenas.
d) I apenas.
e) III apenas.
F
V
Lei das proporções constantes
ou
Lei de Proust
hidrogênio
+
oxigênio
água
1ª experiência:
2g
16 g
18 g
2ª experiência:
4g
32 g
36 g
1ª experiência:
2ª experiência:
massa de hidrogênio
2g
=
1g
=
massa de oxigênio
16 g
8g
massa de hidrogênio
4g
1g
=
massa de oxigênio
=
32 g
8g
QUALQUER QUE SEJA O MÉTODO DE OBTENÇÃO DE UMA
SUBSTÂNCIA, ELA É SEMPRE FORMADA PELOS MESMOS
ELEMENTOS QUÍMICOS COMBINADOS NUMA MESMA PROPORÇÃO
CONSEQÜÊNCIAS DA LEI DE PROUST
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
É o cálculo pelo qual prevemos
as quantidades das substâncias
que participarão de
uma reação química
01) Sabemos que 7g de nitrogênio reagem todo com
1,5g de hidrogênio, produzindo gás amônia.
A massa de gás amoníaco que iremos obter nessa
reação quando misturamos 2,1g de nitrogênio
com uma quantidade suficiente de hidrogênio é:
+ hidrogênio
gás amoníaco
a)nitrogênio
8,1g.
7g
b) 10,2g.
1,5 g
g
c) 2,1
2,55g.
7
d) 4,00g.
e) 3,60g.
8,5 g
mg
2,1
7
m =
8,5
=
m
2,1 x 8,5
7 x m = 17,85
17,85
m = 2,55g
m =
7
x
02) A combustão completa do metano (CH4) produz
dióxido de carbono (CO2) e água.
A alternativa que representa o número de mols
de CO2 produzido na combustão de 0,3 mol de
CH4 é:
CH4 + 2 O2  CO2 + 2 H2O
a) 1,2 mols.
b) 0,6 mol.
c) 0,9 mol.
d) 0,3 mol.
e) 1,5 mol.
1 mol
0,3 mol
1 mol
n mol
n = 0,3 mol
03) Quantos gramas de H2 são liberados na reação
completa de 1 mol de cálcio metálico com ácido
clorídrico ?
Dado: H2 = 2 g/mol
a) 1g.
Ca + 2 HCl  CaCl2 + H2
b) 2g.
c) 3g.
mol
massa
d) 4g.
1 mol
12mol
g
e) 5g.
04) O brometo de cálcio encerra 20% de cálcio em
massa. Juntando-se 4g de cálcio e 4g de bromo
teremos, no máximo:
a) 8g de brometo de cálcio.
b) 7g de brometo de cálcio.
c) 6g de brometo de cálcio.
d) 5g de brometo de cálcio.
e) 4g de brometo de cálcio.
cálcio
+
bromo
+
80 g
ou
4g
4g
4g
=
20 g
1g
14 gg
1g
brometo de cálcio
100 g
x
5g
xg
x = 5g
05) Em relação ao quesito anterior, haverá uma
sobra de:
a) 3g de bromo.
b) 2g de bromo.
c) 1g de bromo.
d) 3g de cálcio.
e) 2g de cálcio.
4g
– 1g
=
3 g de cálcio
COMPOSIÇÃO CENTESIMAL
São as porcentagens, em massa, dos
elementos formadores de uma substância
carbono
+
hidrogênio
metano
1ª experiência:
12 g
4g
16 g
2ª experiência:
xg
yg
100 g
12
=
x
16
x
4
y
16
100
16
x = 1200
=
x
16
16
100
y = 400
x
12
x
x
x =
16
x
y =
=
4
y
=
=
12
x
16
100
100
1200
x =
75 % de C
16
y = 4
400
16
x
100
y
=
25 % de H
01) O carbonato de cálcio é formado por 40% de
cálcio, 12% de carbono e x% de oxigênio, em
massa. Em 50g do referido sal à quantidade de
oxigênio é igual a:
cálcio
+
40%
carbono
+
carbonato de cálcio
oxigênio
12%
48
g
x%
100 g
mg
50 g
a) 8g.
b) 16g.
48
m
=
100
100
x
m =
50
c) 24g.
d) 32g.
100
48
x
m =
2400
e) 48g.
40 + 12 + x = 100 g
x = 48 g
m =
2400
100
m = 24 g
x
50
02) A porcentagem em massa do carbono no CHCl3
(clorofórmio) é:
Dados: H = 1 u; C = 12 u; Cl = 35,5 u
a) 1%.
12
=
x
b) 10%.
c) 12%.
119,5
100
119,5
d) 24%.
x =
e) 50%.
carbono
12 g
xg
119,5
x
x
1200
=
x
x = 12
x
100
1200
= 10 %
119,5
+
hidrogênio
1g
+
cloro
106,5 g
clorofórmio
119,5 g
100 g
LEI DAS PROPORÇÕES MÚLTIPLAS
ou
LEI DE DALTON
Quando dois elementos reagem formando substâncias diferentes,
se a massa de um dos dois permanecer constante, a massa do
outro irá variar segundo valores múltiplos ou submúltiplos
1ª experiência:
hidrogênio
4g
+
2ª experiência:
hidrogênio
4g
+ oxigênio
64 g
32 g
64 g
=
32 g : 32
64 g : 32
=
1
2
oxigênio
32 g
água
36 g
água oxigenada
68 g
A proporção é de 1 : 2
LEIS VOLUMÉTRICAS
São as leis relativas aos volumes das
substâncias que
participam de uma reação
As relações entre os volumes dos gases que
reagem foram determinada foram
determinadas por
GAY-LUSSAC
Estas leis podem ser resumidas em um
único enunciado
“ Quando medidos nas mesmas condições de
temperatura e pressão, os volumes reagentes e dos
produtos gasosos formam uma proporção constante,
de números inteiros e pequenos “
Na reação entre os gases hidrogênio e cloro, foram
medidos os seguintes volumes:
hidrogênio
15 L
+
cloro
15 L
gás clorídrico
30 L
Simplificando-se esses valores teremos a
seguintes relação 1 : 1 : 2
que é uma relação de números inteiros e
pequenos
Na reação entre os gases hidrogênio e oxigênio
foi medidos os seguintes volumes:
hidrogênio
6L
+
oxigênio
água
3L
6L
Simplificando-se esses valores teremos a
seguintes relação 2 : 1 : 2
que é uma relação de números inteiros e
pequenos
HIPÓTESE DE AVOGADRO
Volumes iguais de gases quaisquer, medidos nas
mesmas condições de temperatura e pressão encerram
o mesmo número de moléculas
01) Um balão A contém 8,8g de CO2 e um balão B
contém N2. Sabendo que os dois balões têm igual
capacidade e apresentam a mesma pressão e
temperatura, calcule a massa de N2 no balão B.
Dados: C = 12 g/mol; O = 16 g/mol; N = 14 g/mol.
a) 56g.
mCO2
m N2
n CO2 = n N2
MCO2
M N2
b) 5,6g.
8,8
=
44
m
28
c) 0,56g.
d) 4,4g.
44
e) 2,8g.
44
N
C
O
x
x
m = 8,8
x
28
m = 246,4
CO
N22
12XX12
14==12
28
2 X 16 = 32
44
m =
246,4
44
= 5,6 g
02) (Covest-90) Como produto da eletrólise da água,
recolhe-se gás oxigênio no eletrodo positivo
(ânodo) e gás hidrogênio no eletrodo negativo
(cátodo). Assinale que afirmativa representa a
razão entre os volumes dos gases recolhidos, nas
mesmas condições de temperatura e pressão.
2
H2O
1
O2
+
2 H2
a) 1 volume de oxigênio para 1 volume de hidrogênio.
b) 2 volumes de oxigênio para 1 volume de hidrogênio.
c) 1 volume de oxigênio para 3/2 volumes de hidrogênio.
d) 1 volume de oxigênio para 2 volumes de hidrogênio.
e) 3/2 volumes de oxigênio para 1 volume de hidrogênio.
03) Para a reação 2 SO2(g) + O2(g)  2 SO3(g),
quantos litros de trióxido de enxofre (SO3) serão
produzidos a partir de 10 L de O2, considerando
que todos os volumes foram medidos nas mesmas
condições de temperatura e pressão?
a) 5 L.
b) 10 L.
2
SO2
+ 1 O2
c) 20 L.
1L
d) 30 L.
10 L
2
SO3
2L
V
e) 40 L.
V = 20 L
DETERMINAÇÃO DE FÓRMULAS
As substâncias podem ser representadas pelas fórmulas
CENTESIMAL, MÍNIMA e MOLECULAR
FÓRMULA CENTESIMAL
É a fórmula que indica os elementos químicos e as porcentagens, em
massa, de cada átomo que forma a substância
METANO
C 75% H
25%
Indica que:
O metano é constituído por carbono e hidrogênio
Em 100g de metano existem 75g de carbono e 25g de hidrogênio
FÓRMULA MOLECULAR
É a fórmula que indica os elementos químicos que constituem
a substância e o número de átomos de cada elemento na
molécula
GLICOSE
C6H12O6
Indica que:
A glicose é constituída por carbono, hidrogênio e oxigênio
Em uma molécula de glicose existem 6 átomos de carbono,
12 átomos de hidrogênio e 6 átomos de oxigênio
FÓRMULA MÍNIMA
É a fórmula que indica os elementos químicos que constituem a
substância e a proporção em número de átomos desses elementos,
expressa em números inteiros e os menores possíveis
GLICOSE
fórmula molecular
GLICOSE
fórmula mínima
C6H12O6
CH2O
Indica que:
A glicose é constituída por carbono, hidrogênio e oxigênio
Em uma molécula de glicose existe uma proporção de
1 átomo de carbono, 2 átomos de hidrogênio e
1 átomo de oxigênio
Podemos calcular a fórmula mínima partindo da fórmula
molecular,fórmula centesimal
ou das massas que participam da reação
01) (Covest – 2005) Uma substância pura foi analisada em
laboratório e foram obtidos os seguintes resultados:
Teor de H = 0,4 g, teor de C = 2,4 g e teor de O = 3,2 g.
Sendo a fórmula mínima desta substância HℓCmOn,
calcule a soma ℓ + m + n.
Dados H (A = 1 u.), C (A = 12 u.), O (A = 16 u.).
H:
C:
O:
0,4
1
2,4
12
3,2
16
= 0,4 mol : 0,2 =
2 mol
= 0,2 mol : 0,2 =
1 mol
= 0,2 mol : 0,2 =
1 mol
fórmula mínima
soma:
H2C1O1
2 + 1 + 1
= 04
Podemos calcular a fórmula molecular partindo da fórmula molecular,fórmula
centesimal
ou das massas que participam da reação
02) (Modificado) Uma substância pura foi analisada em laboratório
e foram obtidos os seguintes resultados: Teor de H = 0,4 g,
teor de C = 2,4 g, teor de O = 3,2 g e massa molar 90 g/mol.
A fórmula mínima desta substância é HℓCmOn, escreva a
fórmula molecular da substância.
Dados H (A = 1 u.), C (A = 12 u.), O (A = 16 u.).
H:
C:
O:
0,4
1
2,4
12
3,2
16
=
0,4 mol
: 0,2 =
fórmula mínima
2 mol
H2C1O1
=
0,2 mol
=
0,2 mol
: 0,2 =
1 mol
fórmula molecular
: 0,2 =
(H2C1O1)n
1 mol
massa molar
n =
90
=
massa da fórmula mínima
fórmula molecular:
= 3
30
H6C3O3