CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO. Prof.: Andrey kleber Migliorini

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1 CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO Prof.: Andrey kleber Migliorini

2 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.

3 Introdução O cálculo estequiométrico está fundamentado nas Leis Ponderais, que são as leis que regem a química.

4 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)

5 Lei da conservação das massas ou Lei de Lavoisier Metano + Oxigênio gás carbônico + água 4g 16g 11g 9g reagentes 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

6 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.

7 Lei das proporções constantes ou Lei de Proust Hidrogênio + Oxigênio Água 1 o experiência: 4g 32g 36g 2 o experiência: 2g 16g 18g 3 o experiência: 1g 8g 9g Relação 1 experimento = 2 experimento = 3 experimento m O 32 = 16 = 8 m H m água 36 = 18 = 9 m H 4 2 1

8 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. b) 22g. c) 61g. d) 88g. e) 18g. Álcool + Oxigênio gás carbônico + água 23g + 48g X + 27g 23g + 48g = 71g X + 27g = 71g X = 44g letra a

9 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. a) I e II apenas. b) II e III apenas. V F c) I e III apenas. d) I apenas. e) III apenas. Correta

10 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

11 Agora, vamos brincar um pouco... Momento Ana Maria: - Receita de Pão de Queijo Mineiro:

12 Polvilho doce; Sal; Leite; Óleo; Ovos; Queijo minas meia cura ralado; Óleo para untar

13 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

14 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

15 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.

16 - 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.

17 Equacionando a receita na forma de reação: 500g de polvilho doce + 50g de sal ml de leite ml de óleo + 2 ovos g de queijo minas 12 pães de queijo médios. - E para preparar apenas 6 pães de queijo, qual a quantidade de polvilho necessária?

18 500g de polvilho doce + 50g de sal ml de leite ml de óleo + 2 ovos g de queijo minas 12 pães de queijo médios. E os demais ingredientes?

19 Relações químicas 6,02 x Massa (g) (MM) 1 MOL 1 coeficiente CNTP 22,7 L

20 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.

21 Relação entre quantidade em mols: 1 o Exemplo: Calcule quantos mols de H 2 SO 4 são necessários para reagir com 18 mols de NaOH.

22 Relação entre Mol e Massa 2º Exemplo: Calcule a massa de CO 2 produzida na queima de 5 mols de álcool etílico (C 2 H 6 O).

23 Relação entre massa e massa 3º Exemplo: Calcule a massa de CaO necessária para neutralizar completamente 9,8g de H 2 SO 4.

24 Relação entre massa e moléculas 4º Exemplo: A reação entre Carbono sólido e gás hidrogênio produz metano (CH 4 ). Quantas moléculas de metano são formadas a partir de 10 g de gás hidrogênio? (Cte de Avogadro = 6,0x10 23 )

25 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 N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) 1 exp. 50 ml 150mL 100 ml 2 exp. 100 ml 300mL 200 ml 3 exp. 1 L 3 L 2 L 1 V = 1 mol = 22,7L

26 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.

27 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

28 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?

29 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: 3H 2 SO 4 (aq) + Ca 3 (PO 4 ) 2 (aq) 2H 3 PO 4 + 3CaSO 4 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?

30 3) Nas usinas siderúrgicas, a obtenção do ferro metálico a partir da hematita envolve a seguinte reação não balanceada: Fe 2 O 3 (s) + CO(g) Fe(s) + CO 2 (g) Percebe-se desta reação que o CO 2 é liberado para a atmosfera, podendo ter um impacto ambiental grave relacionado com o efeito estufa. a) Qual o volume de CO 2 é liberado na atm na utilização de 1 tonelada de Fe 2 O 3?

31 b) Qual a massa de ferro formado? Fe 2 O 3 (s) + CO(g) Fe(s) + CO 2 (g) c) Qual o número de mols de CO consumidos?

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