2005 by Pearson Education. Capítulo 03

Transcrição

1 QUÍMICA A Ciência Central 9ª Edição Capítulo 3 Estequiometria: cálculos com fórmulas e equações químicas David P. White

2 Equações químicas Lavoisier: a massa é conservada em uma reação química. Equações químicas: descrições de reações químicas. Duas partes de uma equação: reagentes e produtos: 2H 2 + O 2 2H 2 O

3 Equações químicas A equação química para a formação da água pode ser visualizada como duas moléculas de hidrogênio reagindo com uma molécula de oxigênio para formar duas moléculas de água: 2H 2 + O 2 2H 2 O

4 Equações químicas 2Na + 2H 2 O 2NaOH + H 2 2K + 2H 2 O 2KOH + H 2

5 Equações químicas Coeficientes estequiométricos: são os números na frente das fórmulas químicas; fornecem a proporção de reagentes e produtos.

6 Equações químicas

7 Equações químicas Lid Lei da conservação da massa: a matéria éi não pode ser perdida em nenhuma reação química.

8 Alguns padrões simples de reatividade química Reações de combinação e decomposição As reações de combinação têm menos produtos do que reagentes: 2Mg(s) + O 2 (g) 2MgO(s) O Mg combina-se com o O 2 para formar o MgO. As reações de decomposição têm menos reagentes do que produtos: dt 2NaN 3 (s) 2Na(s) + 3N 2 (g) (a reação que ocorre em um airbag) O NaN 3 se decompôs em Na e N 2 gasoso.

9 Alguns padrões simples de reatividade química Reações de combinação e decomposição

10 Alguns padrões simples de reatividade química R Reações õ d de combinação bi ã e decomposição d i ã

11 Alguns padrões simples de reatividade química Combustão ao ar A combustão é a queima de uma substância em oxigênio do ar: C 3 H 8 (g) + 5O 2 (g) 3CO 2 (g) + 4H 2 O(g)

12 Massa molecular Massa molecular l e peso fórmula A massa molecular (MF): é a soma de MA para os átomos na fórmula. MM (H 2 SO 4 ) = 2(MA do H) + (MA do S) + 4(MA do O) = 2(1,0 u) + (32,1 u) + 4(16,0 u) = 98,1 u A massa molecular (MM) é a massa da fórmula molecular. MM de C 6 H 12 O 6 ) = 6(12,0 u) + 12(1,0 u) + 6(16,0 u) = 180,0 u Não se recomenda a utilização do termo massa fórmula

13 O mol Mol: medida conveniente de quantidades químicas. 1 mol de algo = 6, daquele algo. Experimentalmente, 1 mol de 12 C tem uma massa de 12 g. Massa molar Massa molar: é a massa em gramas de 1 mol de substância (unidades g/mol, g.mol -1 ). A massa de 1 mol de 12 C = 12 g.

14 O mol

15 O mol

16 O mol Esta fotografia mostra um mol de sólido (NaCl), um mol de líquido (H 2 O) e um mol de gás (O 2 ).

17 O mol Conversões entre massas, mols e número de partículas Massa molar: é a soma das massas molares dos átomos: massa molar de N 2 = 2 (a massa molar de N). As massas molares para os elementos são encontradas na tabela periódica. As massas moleculares l são numericamente iguais i às massas molares.

18 Fórmulas mínimas a partir de análises Comece com a % em massa dos elementos (por exemplo, Dados Empíricos) e calcule uma fórmula, ou Comece com a fórmula e calcule os elementos da % em massa.

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20 Fórmulas mínimas a partir de análises Fórmula molecular a partir de fórmula mínima Uma vez que conhecemos a fórmula mínima, precisamos da MM para encontrarmos a fórmula molecular. Os índices inferiores i na fórmula molecular l são sempre números inteiros múltiplos dos índices inferiores na fórmula mínima.

21 Fórmulas mínimas a partir de análises Análise por combustão As fórmulas mínimas são determinadas pela análise por combustão:

22 Informações quantitativas a partir de equações balanceadas A equação balanceada fornece o número de moléculas que reagem para formar produtos. Interpretação: a proporção da quantidade de matéria de reagente necessária para se chegar à proporção da quantidade d de matéria do produto. Essas proporções são denominadas proporções estequiométricas. NB: As proporções estequiométricas são proporções ideais As proproções ideais de reagentes e produtos no laboratório devem ser medidas em gramas e convertidas para mols.

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24 Reagentes limitantes Se os reagentes não estão presentes em quantidades estequiométricas, ao final da reação alguns reagentes ainda estarão presentes (em excesso). Reagente limitante: it t um reagente que é consumido

25 Reagentes limitantes

26 Reagentes limitantes Rendimentos teóricos A quantidade de produto prevista a partir da estequiometria considerando os reagentes limitantes é chamada de rendimento teórico. O rendimento percentual relaciona o rendimento real (a quantidade d de material recuperada no laboratório) ao rendimento teórico:

27 Fim do Capítulo 3: Estequiometria: cálculos com fórmulas e equações químicas