Cálculo Estequiométrico Rodrigo Bandeira

Transcrição

1 Rodrigo Bandeira

2 Balanceamento de Reações Quantidade de cada elemento antes de depois da seta devem ser iguais Coeficientes Estequiométricos 1 N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) H 2 NH 3 N 2 H 2 NH 3 H 2

3 Exemplos: Cálculo Estequiométrico Balanceamento de Reações 2 H 2 (g) + O 2 (g) 2 H 2 O(g) C 3 H 8 (g) + 5 O 2 (g) 3 CO 2 (g) + 4 H 2 O(g) 3 MgO(s) + P 2 O 5 (g) Mg 3 (PO 4 ) 2 (s) 2 HBr(aq) + Ba(OH) 2 (aq) BaBr 2 (aq) + 2 H 2 O(l) 3 H 2 SO 4(aq) + 2 Al(OH) 3(aq) Al 2 (SO 4 ) 3(aq) + 6 H 2 O (l)

4 1 mol Cálculo Estequiométrico Grandezas Químicas 6,0 x Massa molar (g/mol) 22,4 L (gás nas CNTP)

5 Como Funciona a reação? Observe a reação balanceada: 1 N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) 1 mol N 2 3 mol H 2 2 mol NH 3 6x10 23 moléculas de N 2 18x10 23 moléculas de H 2 12x10 23 moléculas de NH 3 28g de N 2 6g de H 2 34g de NH 3 22,4L de N 2 67,2L de H 2 44,8L de NH 3

6 Leis Ponderais Lei de Lavoisier ou lei da conservação das massas "Numa reação química que "Na natureza nada se cria, ocorre em sistema nada se perde, tudo se fechado, ou a massa transforma". total antes da reação é igual à massa total após a reação". Σ massas dos reagentes = Σ massa dos produtos

7 Leis Ponderais Lei de Lavoisier ou lei da conservação das massas Exemplos: Água transformando-se em gás hidrogênio e gás oxigênio: É uma reação de decomposição 2 H 2 O (l) 2 H 2(g) + O 2(g) 2 36g x 18g 2 x 4g2g + 32g As massas das substâncias envolvidas podem variar mas a Lei de Lavoisier continua sendo obedecida: massa de H 2 O (g) massa H 2 (g) massa de O 2 (g) Exp Exp ,5 8,5 Exp

8 Lei de Proust ou lei das proporções constantes Exemplo: Cálculo Estequiométrico Leis Ponderais Uma determinada substância pura contém sempre as mesmas partículas, combinadas na mesma proporção em massa, independente da sua origem. 2 H 2 O (l) 2 H 2(g) + O 2(g) massa de H 2 O (g) massa H 2 (g) massa de O 2 (g) Exp Exp Exp

9 Leis Ponderais Lei de Proust ou lei das proporções constantes Exemplo: Reação de síntese da amônia N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(l) massa de N 2 (g) massa H 2 (g) massa de NH 3 (g) Exp Exp Exp

10 Os Cálculos No cálculo estequiométrico são comparados valores de mol, massa ou volume das substâncias participantes da reação. Para realizar um cálculo estequiométrico, deve-se observar os seguintes passos: 1º passo: Escrever a equação química. 2º passo: Identificar quais as substâncias das quais se fornecem dados e de quais substâncias se deseja obter valores. 3º passo: Verificar os tipos de dados fornecidos e que se deseja: massa, volume, mol, etc. 4º passo: Relacionar os tipos de dados fornecidos e que se deseja obter com a proporção da massa molar, volume molar, etc.

11 Os Cálculos (mol x mol) Considere a reação de combustão do etanol (C 2 H 5 OH): C 2 H 5 OH + 3 O 2 2 CO H 2 O Calcule o nº de mol de C 2 H 6 O necessários para reagir com 15 mol de O 2. C 2 H 5 OH + 3 O 2 2 CO H 2 O 1 mol 3 mol X 15 mol X = 15 3 = 5 mol de C 2 H 5 OH

12 Os Cálculos (mol x mol) Considere a reação de combustão do etanol (C 2 H 5 OH): C 2 H 5 OH + 3 O 2 2 CO H 2 O Calcule o nº de mol de gás carbônico (CO 2 ) quando são consumidos 9 mol de gás oxigênio O 2. C 2 H 5 OH + 3 O 2 2 CO H 2 O X = 9 x mol 9 mol 2 mol X = 6 mol de CO 2

13 Os Cálculos (massa x massa) Considere a reação a seguir: 2 KClO 3 2 KCl + 3 O 2 Calcule a massa de O 2 produzida quando 22,4g de KClO 3 reagem. (Dado: K=39; Cl=35; O=16) 2 KClO 3 2 KCl + 3 O 2 2 mol 3 mol m = 22,4 x 3 x 32 2 x 122 2x122g 22,4g 3x32g m m = 8,81g de O 2

14 Os Cálculos (massa x massa) Considere a reação a seguir: CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O Calcule a massa de H 2 O produzida com 220g de CO 2 reagem. (Dado: C=12; O=19; H=1) CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O 1 mol 2 mol m = 220 x 2 x x44g 220g 2x18g m m = 180g de H 2 O

15 Os Cálculos (volume x volume) Considere a reação a seguir: N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) Calcule o volume, nas CNTP, de NH 3 produzidos quando 11,2L de H 2, nas CNTP, reagem. N 2 (g) + 3 H 2 (g) 2 NH 3 (g) 3 mol 2 mol V = 11,2 x 2 x 22,4 3 x 22,4 3x22,4L 11,2L 2x22,4L V V = 7,47L de NH 3

16 Os Cálculos (massa x volume) Considere a reação a seguir: CaCO 3 + 2HCl CaCl 2 + CO 2 + H 2 O Calcule o volume, nas CNTP, de CO 2 produzidos quando 200g de CaCO 3 reagem. (Dado: Ca=40; C=12; O=16) CaCO 3 1 mol +2HCl CaCl 2 + CO 2 +H 2 O 1 mol V = 200 x 22, g 22,4L 200g V V = 44,8L de CO 2

17 Os Cálculos (mol x massa) Considere a reação a seguir: CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O Calcule a massa de H 2 O produzida quando 6 mol de CH 4 reagem. (Dado: C=12; O=19; H=1) CH 4 + 2O 2 CO 2 + 2H 2 O m = 6 x 2 x 18 1 mol 2 mol 1 mol 2x18g 6 mol m m = 216g de H 2 O