Document

CÁLCULO
ESTEQUIOMÉTRICO
Prof.: Andrey kleber Migliorini
Introdução
Estequiometria:
Stoikheîon = elemento
metron = medida
É o estudo das relações quantitativas
(átomos, moléculas, massa, volume)
entre as substâncias que participam
de uma reação química.
Introdução
O cálculo
estequiométrico
está fundamentado
nas Leis Ponderais,
que são as leis que
regem a química.
Introdução
Leis Ponderais
• Lei de Lavoisier: Os estudos
experimentais realizados por
Lavoisier (1774) levaram-no a
concluir que, numa reação
química que se processe num
sistema fechado, a massa
permanece constante, ou seja, a
soma das massas dos reagentes
é igual à soma das massas dos
produtos:
•
m(reagentes) = m(produtos)
Lei da conservação das massas ou Lei de Lavoisier
Metano + Oxigênio
gás carbônico + água
4g
16g
reagentes
11g
9g
produtos
4g + 16g = 20g
11g + 9g = 20g
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
Introdução
Leis Ponderais
Lei de Proust ou a Lei das
proporções constantes foi
elaborada em 1797 pelo químico
Joseph Louis Proust. Ele verificou
que as massas dos reagentes e as
massas dos produtos que
participam da reação obedecem
sempre a uma proporção constante.
Essa proporção é característica de
cada reação, isto é, independe da
quantidade de reagentes utilizados.
Lei das proporções constantes ou Lei de Proust
Hidrogênio + Oxigênio
Água
1o experiência:
4g
32g
36g
2o experiência:
2g
16g
18g
3o experiência:
1g
8g
Relação
9g
1 experimento = 2 experimento = 3 experimento
mO
mH
32
4
=
16
2
=
8
1
m água
mH
36
4
=
18
2
=
9
1
EXERCÍCIOS
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. Álcool + Oxigênio
b) 22g. 23g
+
48g
c) 61g. 23g + 48g = 71g
d) 88g.
e) 18g.
gás carbônico + água
X
+
27g
X + 27g = 71g
X = 44g
letra a
02) Acerca de uma reação química,
considere as seguintes afirmações:
V
I. A massa se conserva.
II. As moléculas se conservam.
III. Os átomos se conservam. V
a) I e II apenas.
b) II e III apenas.
c) I e III apenas. Correta
d) I apenas.
e) III apenas.
F
03) O metano, também conhecido como “gás do
pântano”, é uma substancia composta de carbono e
hidrogênio. Considere os seguintes dados referentes a
decomposição de diferentes quantidades desse gás:
Decomposição de: metano → carbono + hidrogênio
-4 g de metano
4g
3g
a 1
-8 g de metano
8g
6g
b 2
-12 g de metano
12g
c 9
3g
-20 g de metano
20g
d 15
e 5
- f g de metano 40 f g
30g
g 10
Determine o valor de a, b, c, d, e, f, g
Agora, vamos brincar um
pouco....
• Momento Ana Maria:
- Receita de Pão de
Queijo Mineiro:
• Polvilho doce;
• Sal;
• Leite;
• Óleo;
• Ovos;
• Queijo minas meia cura
ralado;
• Óleo para untar
• 4 porções de polvilho doce.
• 1 porção sal.
• 2 porções de leite.
• 1 porção de óleo.
• 2 porções de ovos grandes.
• 4 porções de queijo minas meia
cura ralado.
• óleo para untar
Mas quanto vale cada porção
Relações:
•
•
•
•
•
•
1 porção de polvilho = 125g
1 porção de sal = 50g
1 porção de leite = 150 mL
1 porção de óleo = 150 mL
1 porção de ovo = 1 unidade.
1 porção de queijo = 50 g
• 4 copos de polvilho doce. (500g)
• 1 colher de sal. (50g)
• 2 copos de leite (300ml)
• 1 copo de óleo (150 ml)
• 2 ovos grandes.
• 4 copos de queijo minas meia cura ralado
( 200g)
• óleo para untar.
• Rendimento: 12 pães de queijo médios.
- Aquecer o sal, o leite e o óleo;
- Quando ferver escaldar o polvilho com
essa mistura, mexer para desfazer
pelotinhas.
- Deixe esfriar. Acrescentar os ovos, o
queijo e sovar bem.
- Untar as mãos com óleo. Enrolar bolinhos
de 2 (cm) de diâmetro e colocá-los em uma
assadeira untada
Levar ao forno médio (180º), pré-quecido e
assar, até ficarem douradinhos.
http://tudogostoso.uol.com.br/receita/2228-pao-de-queijo-mineiro.html
Equacionando a receita na forma de reação:
500g de polvilho doce + 50g de sal + 300 mL de
leite + 150 mL de óleo + 2 ovos + 200 g de
queijo minas
12 pães de queijo médios.
- E para preparar apenas 6 pães de queijo,
qual a quantidade de polvilho necessária?
500g de polvilho doce + 50g de sal + 300 mL
de leite + 150 mL de óleo + 2 ovos + 200 g
de queijo minas
12 pães de queijo
médios.
E os demais ingredientes?
Relações químicas
6,02 x 1023
Massa (g) (MM)
1 MOL
1 coeficiente
CNTP
22,7 L
Modelo de cálculo
1) Ler o enunciado e identificar os reagentes
e produtos da reação.
2) Escrever a equação química e balancear.
3) Destacar as espécies envolvidas;
4) Transformar os coeficientes
estequiométricos (em mol) para a o que
for solicitado, se necessário.
5) Calcular através da proporção
estequiométrica ou por regra de três, o
que for solicitado .
Relação entre quantidade em mols:
1o Exemplo: Calcule quantos mols de H2SO4
são necessários para reagir com 18 mols
de NaOH.
Relação entre Mol e Massa
2º Exemplo: Calcule a massa de CO2
produzida na queima de 5 mols de álcool
etílico (C2H6O).
Relação entre massa e massa
3º Exemplo: Calcule a massa de CaO
necessária para neutralizar completamente
9,8g de H2SO4 .
Relação entre massa e moléculas
4º Exemplo: A reação entre Carbono sólido e
gás hidrogênio produz metano (CH4). Quantas
moléculas de metano são formadas a partir de
10 g de gás hidrogênio?
(Cte de Avogadro = 6,0x1023)
Relação entre volumes:
Lei Volumétrica de Gay Lussac:
- Vamos
considerar diversos dados experimentais
obtidos numa série de repetições da reação de
síntese da amônia:
1 N2(g) + 3 H2(g)
2 NH3(g)
1 exp. 50 mL
150mL
100 mL
2 exp. 100 mL
300mL
200 mL
3 exp.
1L
3L
1 V = 1 mol = 22,7L
2L
Lei Volumétrica
Os volumes de substancias gasosas
participantes de uma determinada reação
química, quando medidos nas mesmas
condições de pressão e temperatura , mantêm
entre si uma proporção fixa.
Essa proporção pode ser representada
por meio de números inteiros e pequenos.
5º Exemplo: A amônia é produzida por
meio da reação entre o gás hidrogênio e o
gás nitrogênio. Determine o volume de
amônia produzido a partir de 6100L de gás
nitrogênio. Dados: Volume molar = 22,7L
Exercícios de fixação:
1) A propulsão de um ônibus espacial envolve
a reação química entre gás hidrogênio e gás
oxigênio, que produz água.
a) Escreva a equação química balanceada que
representa essa reação.
b) Qual a proporção estequiométrica entre a
quantidade, em mols, dos reagentes e produtos da
reação?
c) Quantos mols de água são produzidos quando são
consumidos 100 mols de gás hidrogênio?
2) O ácido fosfórico, empregado como acidulante em
guloseimas e refrigerantes tipo “cola” – é produzido
por meio da reação entre ácido sulfúrico e apatita,
de acordo com a reação equacionada a seguir:
3H2SO4 (aq) + Ca3(PO4)2(aq)
2H3PO4 + 3CaSO4
a) Quantos mols de ácido sulfúrico e de apatita são
necessários para preparar 10 mols de ácido fosfórico?
b) O sulfato de cálcio, outro produto da reação é
empregado na fabricação de massa corrida e giz. Qual
a massa de sulfato de cálcio é produzida juntamente
com 10 mols de ácido fosfórico?
3) Nas usinas siderúrgicas, a obtenção do ferro
metálico a partir da hematita envolve a seguinte
reação não balanceada:
Fe2O3(s) + CO(g)
Fe(s) + CO2(g)
Percebe-se desta reação que o CO2 é liberado para a
atmosfera, podendo ter um impacto ambiental grave
relacionado com o efeito estufa.
a) Qual o volume de CO2 é liberado na atm na utilização
de 1 tonelada de Fe2O3 ?
b) Qual a massa de ferro formado?
Fe2O3(s) + CO(g)
Fe(s) + CO2(g)
c) Qual o número de mols de CO consumidos?