Slide 1 - FTP da PUC

Química Aplicada à
Engenharia Ambiental
Cálculo Estequiométrico
Profa Ana Cláudia Mendes de Seixas
Exemplo (massa x massa)
Seja a reação de obtenção de SO2 a partir do
enxofre e oxigênio. Sabe-se que 32g de enxofre
reage completamente com 32g de oxigênio, para
formar 64g de SO2. Calcule a massa de enxofre
que reage com 0,97g de oxigênio.
Resolução:
S
+
O2
→
SO2
32g
reage
32g produzindo
64g
xg
0,97g
x = 0,97 g

Exemplo (mol x mol)

Calcule quantos mols de H2SO4 são
necessários para reagir com 18 mols de
NaOH?
Resolução:
H2SO4 + 2NaOH → Na2SO4 + 2H2O
1 mol
2 mols → 1 mol
2 mols
x
18 mols
x = 9 mols
Exercícios
01) Em uma das etapas do tratamento de água, ocorre a
adsorção de partículas sólidas em uma massa gelatinosa
constituída de hidróxido de alumínio. Estas substância é
preparada pela adição de Ca(OH)2 e Al2(SO4)3, à água contida
nos tanques de tratamento. Calcule o número de mols de
Al2(SO4)3 que devem reagir com suficiente Ca(OH)2 para formar
10 mols de hidróxido de alumínio?
02) Na reação de óxido de alumínio com ácido sulfúrico formase sulfato de alumínio. Qtos mols de ácido são necessários para
obter 3 mols de sulfato?
03) Considere a informação: Cal viva + água → cal hidratada
(hidróxido de cálcio). Qual a quantidade de cal hidratada
formada pela reação de água com 2 mols de cal viva?
Exemplo (massa x mol)

Calcule a massa de CO2 necessária para reagir com 4
mols de CaO.
CaO
+
CO2
→ CaCO3
1 mol
1 mol
1 mol
1 mol
44 g
4 mols
x = 176 g de CO2
Exemplo (massa x massa)

Calcule a massa de CaO necessária para neutralizar
completamente 9,8g de H2SO4.
Dados: CaO = 56 g/mol; H2SO4 = 98 g/mol
CaO
1 mol
56 g
x
+ H2SO4
1 mol
98 g
9,8 g
→ CaSO4 + H20
1 mol
1 mol
x = 5,6 de CaO
Exercícios
04) Uma das maneiras de impedir que o SO2, um dos
responsáveis pela chuva ácida, seja liberado para atmosfera
é tratá-lo previamente com óxido de magnésio em presença
de ar, como equacionado a seguir:
MgO(s) + SO2 (g) + 1/2 O2(g) → MgSO4(s).
Quantas toneladas de óxido de magnésio são consumidas no
tratamento de 9,6x103 toneladas de SO2?
05) Nas estações de tratamento de água eliminam-se
impurezas sólidas em suspensão através do arraste dos
flóculos de hidróxido de alumínio, produzidos na reação
representada por:
Al2(SO4)3 + 3 Ca(OH)2 → 2 Al(OH)3 + 3 CaSO4
Para tratar 1,0x106 m3 de água foram adicionados 17 toneladas
de Al2(SO4)3. Qual a massa de Ca(OH)2 necessária para
reagir completamente com esse sal?
Exercícios

06) Coletou-se água do rio Tietê, na cidade de São Paulo.
Para oxidar completamente toda matéria orgânica contida em
1,00 L dessa amostra, microrganismos consumiram 48 mg de
oxigênio (02). Admitindo-se que a matéria orgânica possa ser
representada por C6H10O5 e sabendo-se que sua oxidação
completa produz CO2 e H2O, qual a massa de matéria
orgânica por litro de água do rio?
Exemplo (massa x molécula)

Calcule a massa de oxigênio necessária para reagir com
2,4x1024 moléculas de hidrogênio na obtenção de água?
2H2
+
O2
→
2 mols
1 mol
2(6,02x1023 ) moléculas
32 g
2,4x1024 moléculas
x
X = 64,0g de O2
2H20
2 mols
Exemplo (massa x volume)

Calcule o volume de CO2 nas CNTP, produzidos pela
decomposição de 250g de CaCO3. Dados volume
molar (CNTP) 22,4L
CaCO3
→ CaO
+
CO2
1 mol
1 mol
1 mol
100g
22,4L
250g
x
X= 56L
Exercícios
07) A chuva ácida que cai em certas regiões danifica as
estátuas de mármore (CaCO3). Considerando-se que a
chuva ácida tem ácido sulfúrico (H2SO4), a reação é:
CaCO3 + H2SO4 → CaSO4 + H2O + CO2 . Considerandose que a chuva ataca por dia 1g de mármore, quantos
litros de CO2 são desprendido diariamente?
08) Dada a equação: C3H6O + 4O2 → 3CO2 +3H2O. Qual
o volume de gás carbônico liberado, na combustão total
de 12x1023 moléculas de propanona, a 27oC e a 1
atmosfera de pressão?
Exemplo (reagente contendo
impurezas)
Retiram-se 200g de NaOH sólido com 80% de pureza. Qual a
massa de H2SO4 necessária para neutralizar o NaOH presente
na amostra?
Se fosse isenta impurezas
(amostra) 200g → 100% pura
x
→
80% pureza (rótulo)
x = 160g
Logo: Há 40% de impurezas e 160g é a massa de NaOH
Assim: 1H2SO4 +
2NaOH → 1Na2SO4 + 2H2O
1 mol
2 mol
98g
80g
x
160g
x = 196g

Exercícios

09) Um fermento químico utilizado para fazer bolo
é o sal bicarbonato de amônio, também chamado de
carbonato ácido de amônio. Quando aquecido esse
sal se decompõe em gás carbônico,água e amônia.
Partindo de 25,0g de fermento que apresenta 80%
de pureza em carbonato ácido de amônio,
responda: a) A reação do processo b) O volume de
gás carbônico obtido nas CNTP c) o número de mols
de moléculas de amônia d) Explique como essa
reação favorece o crescimento do bolo.
Unidades de Concentração
Densidade: é o quociente entre a massa (g) e o volume (mL)
m gramas
D 
V
mL
Concentração comum: É a massa em gramas do soluto por
litro de solução
m1 g
C

V
L
Unidades de Concentração
Título em massa “T”: é a relação entre a massa de soluto e
a massa de solução
m1
T
m1  m 2
Título em volume “Tv”: é a relação entre o volume do
soluto e o volume da solução multiplicado por 100
V1
Tv 
x 100
V1 V 2
Unidades de Concentração

Parte por milhão “ppm”: para soluções muito diluídas, a
concentração em massa costuma ser expressa em
partes por milhão (ppm)
massa do soluto em mg
Concentração em ppm 
massa de solução em Kg
Exercícios
10) Dissolveu-se 30g de NaNO3 em água e completou-se o
volume para 400 mL de solução. Qual a concentração em g/L?
11) Uma água contaminada com mercúrio encerra 0,02% em
massa de mercúrio. Qual é a quantidade de mercúrio nessa
água, em ppm?
12) Misturou-se 120g de álcool etílico com 280g de água.
Determinar a porcentagem em volume do álcool sabendo-se
que a densidade do álcool e da solução são respectivamente
0,8 e 0,95g/mL.
13) O limite máximo de “ingestão diária aceitável” (IDA) de
ácido fosfórico, aditivo em alimentos, é de 5 mg/Kg de peso
corporal. Calcule o volume de refrigerante, contendo ácido
fosfórico na concentração de 0,6 g/L, que uma pessoa de
60Kg deve ingerir para atingir limite máximo de IDA?
Exercícios
14) Qual é a massa de NaOH necessária para preparar 200 mL
de solução aquosa 0,1 molar?
15) Em relação à solução 0,25M de Li2CO3, uma droga muito
usada no tratamento de depressão, pode-se afirmar:
a) Em 200 mL dessa solução há 36,9g de Li2CO3
b) Em 200 mL dessa solução estão presentes 5,8x10-2 mols de
Li2CO3
c) Para que haja 2,0x103 mols de Li2CO3, são necessários 8 mL
de solução
d) Para uma dosagem de 6,0x10-2 de Li2CO3 , são necessários
32,5mL de solução
e) Em 0,5L dessa solução, existem, aproximadamente 9,23g de
Li2CO3
Exercícios
16) A concentração de íons fluoreto em uma água de
uso doméstico é de 5,0x10-5mol/L. Se uma pessoa
tomar 3,0L dessa água por dia, qual a massa em
quilograma de fluoreto é consumida em um dia?