reacoes_Prof_Andrei

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
Prof. Andrei Kaiser
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
+
oxigênio
gás carbônico
16 g
11 g
4g
reagentes
4g
+ 16 g
=
+
água
9g
produto
11 g
20 g
+
9g
=
20 g
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
Prof. Andrei Kaiser
01) A reação entre 23 g de álcool etílico e 48 g de oxigênio produziu
27g de água, ao lado de gás carbônico. A massa de gás carbônico
obtida foi de:
a) 44g.
b) 22g.
c) 61g.
álcool etílico
+
23g
oxigênio
gás carbônico +
48g
mg
23 + 48 = m + 27
d) 88g.
e) 18g.
m = 71 – 27
m = 44 g
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. V
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
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:
massa de hidrogênio
massa de oxigênio
2ª experiência:
=
massa de hidrogênio
massa de oxigênio
1g
2g
=
=
16 g
8g
4g
1g
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 7 g de nitrogênio reagem todo com 1,5 g de hidrogênio,
produzindo gás amônia. A massa de gás amoníaco que iremos obter
nessa reação quando misturamos 2,1 g de nitrogênio com uma
quantidade suficiente de hidrogênio é:
a) 8,1g.
nitrogênio + hidrogênio  gás amoníaco
b) 10,2g.
7g
c) 2,55g.
2,1 g
1,5 g
8,5 g
mg
d) 4,00g.
e) 3,60g.
7
2,1
8,5
=
m
m =
7
x
m = 2,1
7
x
m = 17,85
17,85
7
x
8,5
m = 2,55 g
02) A quantidade de água em MOL produzida pela combustão completa
de 40 g de hidrogênio é de:
2 H2
Dados: H2 = 2g/mol.
+
O2

2 H2O
a) 100 mols.
b) 40 mols.
massa
c) 20 mols.
d) 4 mols.
e) 1 mol.
4
40
=
2
n
mol
2 x 2g
2 mol
40g
n mol
4 . n = 80
n=
80
4
n = 20 mols
03) O mármore (CaCO3) reage com o ácido sulfúrico formando o gesso
(CaSO4),
de acordo com a equação balanceada:
H2SO4(aq) +
CaCO3(s)  CaSO4(s) +
H2O(l) + CO2(g)
A massa de gesso formada pela reação de 25 g de mármore
com H2SO4 suficiente será:
Dados: CaCO3 = 100 u; CaSO4 = 136 u
a) 5 g.
... + CaCO3(s)
b) 17 g.
CaSO4(s) + ...
100g
c) 34 g.
136g
25g
d) 68 g.
e) 100 g.

100
25
m=
=
3400
100
136
m
mg
m=
m = 34g
25 x 136
100
04) 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.
d) 4g.
e) 5g.
mol
massa
1 mol
12mol
g
05) O brometo de cálcio encerra 20% de cálcio em massa. Juntando-se
4g de cálcio e 4 g 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
06) 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
12
=
x
16
x
4
=
y
16
x
16
100
16
x = 1200
16
100
y = 400
x
x
=
x = 12
x =
16
x
400
16
x
16
100
=
100
1200
16
y = 4
y =
4
y
x = 75 % de C
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 50 g do referido sal
à quantidade de oxigênio é igual a:
a) 8g.
b) 16g.
carbonato de cálcio
cálcio + carbono + oxigênio
40%
12%
c) 24g.
x%
48
g
100 g
mg
50 g
d) 32g.
e) 48g.
48
m
100
=
100
100
x
m = 48
50
x
m = 2400
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
119,5
119,5
x
x = 12
x
100
100
x
x = 1200
d) 24%.
x =
e) 50%.
1200
=
10 %
119,5
carbono +
12 g
xg
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
M CO2
M N2
b) 5,6g.
8,8
m
=
44
28
c) 0,56g.
d) 4,4g.
44
e) 2,8g.
44
x
x
m = 8,8
12XX12
14==12
28
2 X 16 = 32
44
28
m = 246,4
CON22
N
C
O
x
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.
c) 20 L.
2 SO2 + 1 O2
2 SO3
1L
2L
V
10 L
d) 30 L.
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
Podemos calcular a FÓRMULA CENTESIMAL partindo da
fórmula molecular, fórmula mínima ou das
massas que participam da reação
Determine a fórmula centesimal do metano sabendo que 12 g do carbono
reagem com 4 g de hidrogênio para a produção de 16 g de metano.
carbono
+
hidrogênio
metano
1ª experiência:
12 g
4g
16 g
2ª experiência:
xg
yg
100 g
12
=
x
12
=
x
4
y
16
x =
75 % de C
y =
25 % de H
100
=
16
100
4
y
=
16
100
01) A porcentagem em massa do carbono no CHCl3 (clorofórmio) é:
Dados: H = 1 u; C = 12 u; Cl = 35,5 u
a) 1%.
carbono
b) 10%.
12 g
c) 12%.
xg
+
hidrogênio + cloro
1g
clorofórmio
106,5 g
100 g
d) 24%.
e) 50%.
12
x
119,5 g
=
119,5
100
119,5 x x = 12 x 100
x =
1200
119,5
x = 10 %
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
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.).
0,4
H:
= 0,4 mol : 0,2 = 2 mol
1
2,4
C:
= 0,2 mol : 0,2 = 1 mol
12
3,2
O:
= 0,2 mol : 0,2 = 1 mol
16
n =
massa molar
fórmula molecular:
H2C1O1
fórmula molecular
(H2C1O1)n
90
=
massa da fórmula mínima
fórmula mínima
= 3
30
H6C3O3
03) (Mackenzie-SP) Ao se analisar um óxido de elemento não
metálico Y, encontrou-se a proporção de 1,5 mols de
átomos de oxigênio para 1 mol de átomos de Y.
A fórmula desse óxido pode ser:
a) OF2.
b) SO3.
c) CO2.
d) Fe2O3.
e) N2O3.
Y1O1,5
x
2
Pág. 02
Ex. 6
= Y2O3
04) A combustão realizada em altas temperaturas é um dos fatores
da poluição do ar pelos óxidos de nitrogênio, causadores de
afecções respiratórias. A análise de 0,5 mol de um desses óxidos
apresentou 7,0g de nitrogênio e 16g de oxigênio. Qual a sua
fórmula molecular?
Em 0,5 mol do óxido temos...
Em 1,0 mol do óxido teremos...
A fórmula molecular será NO2
N:
7,0
14
= 0,5 mol
O:
16
16
= 1,0 mol
1,0 mol de nitrogênio
e
2,0 mol de oxigênio
Pág. 02
Ex. 7
05) Em 0,5 mol de quinina, substância utilizada no tratamento da malária há
120g de carbono, 12g de hidrogênio, 1 mol de átomos de nitrogênio e 1 mol
de átomos de oxigênio. Determine a fórmula molecular da quinina.
Em 0,5 mol de quinina temos...
C:
120
Em 1,0 mol de quinina teremos...
=
10 mol
C:
20 mol
=
12 mol
H:
24 mol
N:
1,0 mol
N:
2,0 mol
O:
1,0 mol
O:
2,0 mol
12
H:
12
1
A fórmula molecular será C20H24N2O2
Pág. 02
Ex. 4
Decisão revisa
06) Determine a fórmula percentual das substâncias relacionadas nos itens a
seguir a partir dos dados experimentais fornecidos.
A decomposição de 1,3g de acetileno (gás utilizado em maçaricos para cortar
chapas de aço) produziu: 1,2g de carbono, 0,1g de hidrogênio.
Pág. 03
Ex. 8 / b
Decisão revisa
acetileno  carbono + hidrogênio
1,3g
1,2g
0,1
100g
x
y
1,3
=
100
1,3
100
=
1,2
x
=
0,1
y
1,2
x
x = 92,30%
1,3
1,3 x = 120
100
=
0,1
y
y = 7,70%
1,3 y = 120