Relações Mássicas em Reacções Químicas

Transcrição

1 Relações Mássicas em Reacções Químicas Química - Aula 2 Massa Atómica N.º de Avogadro e Massa Molar Massa Molecular Reacções Químicas e Equações Químicas Quantidades de Reagentes e Produtos 1

2 Mundo Micro (átomos e moléculas) Mundo Macro (gramas) Massa atómica é a massa de um átomo em unidades de massa atómica (u). Por definição: 1 átomo 12 C «pesa» 12 u Nesta escala: 1 H = 1,008 u 16 O = 16,00 u 2

3 Nº de massa = nº protões + número de neutrões = 7+7=14 no 14 N ou = 7+8=15 no 15 N Azoto (N): 99,63% 14 N (14,003 u) 0,37% 15 N (15,000 u) Massa atómica média do azoto: 14,003 99, ,000 0, = 14,007 u 3

4 Número atómico = nº protões Massa atómica Massa atómica média (14,01 u) Metais Metalóides Não-metais 4

5 Lítio é: 7,5% 6 Li (6,015 u) 92,5 % 7 Li (7,016 u) Massa atómica média do lítio: 7,5 6, ,5 7, = 6,941 u 5

6 Número atómico Massa atómica Massa atómica média (6,941) Metais Metalóides Não-metais 6

7 Uma mole (mol) é a quantidade de substância que contém 6, entidades elementares (átomos, moléculas ou outras partículas) (tantas quantas existem em, exactamente, 12 g de 12 C) 7 1 mol = 6, = N A Número de Avogadro (N A )

8 Massa molar é a massa de 1 mole de ovos sapatos berlindes átomos em gramas 1 mole átomos 12 C = 6, átomos = 12,00 g 1 átomo 12 C = 12,00 u 1 mole átomos 12 C = 12,00 g 12 C 1 mole átomos de azoto = 14,01 g de N Para qualquer elemento massa atómica (u) = massa molar (gramas) 8

9 Número atómico Massa atómica Massa atómica média (14,01 u) Massa molar do N = 14,01 g mol -1 Metais Metalóides Não-metais 9

10 Uma mole de C S Hg 10 Cu Fe

11 Compreende a Massa Molar? Quantos átomos existem em 0,551 g de potássio (K)? Massa molar 1 mol K = 39,10 g K Nº Avogadro 1 mol K = = 6, átomos K Massa de potássio (0,551g) Nº moles de potássio Nº átomos de potássio 11

12 Quantos átomos existem em 0,551 g de potássio (K)? Massa de potássio (0,551g) 1 mol K = 39,10 g K Nº moles de potássio Duas possibilidades de resolução 1 mol K 39,10 g K x mol K 0,551 g K x = 0,551 g K 1 mol K 39,10 g K sendo: n - nº moles de K (mol) m - massa de K (g) M - massa molar (g mol 1 ) n = m 0,551 g K = M 39,10 g mol -1 K x = 12 1, mol K = 1, mol K

13 Quantos átomos existem em 0,551 g de potássio (K)? Nº moles de potássio (1, mol K) Nº átomos de potássio Nº Avogadro: 1 mol K = 6, átomos K 1 mol K 6, átomos K 1, mol K x átomos K x = 6, átomos K 1 mol K 1, mol K x = 8, átomos K 13

14 Massa molecular (ou peso molecular) é a soma das massas atómicas (em u) dos átomos da molécula. 1N 14,01 u 3H + 3 1,008 u NH 3 17,03 u NH 3 Para qualquer molécula massa molecular (u) = massa molar (gramas) 14 1 molécula NH 3 = 17,03 u 1 mole NH 3 = 17,03 g NH 3 Massa molar (NH 3 ) = 17,03 g mol -1

15 Compreende a Massa Molecular? Quantos átomos de H existem em 12,5 g de NH 3? Massa de NH 3 Nº moles de NH 3 Nº moles de H Nº átomos de H Massa molecular Nº átomos H em cada molécula Nº Avogadro 15 Massa molar Resultado: 1, átomos de H

16 Um processo no qual uma substância (ou substâncias) se transforma numa ou mais novas substância é uma reacção química. 3 maneiras de representar a reacção de H 2 com N 2 para formar NH 3 Três moléculas de hidrogénio + Uma molécula de azoto 2 moléculas de amoníaco 3H 2 + N 2 2 NH 3 reagentes produtos Uma equação química usa símbolos químicos para mostrar o que acontece durante uma reacção. 16

17 * Como «Ler» Equações Químicas N 2 + 3H 2 2NH 3 1 molécula N 2 reage com 3 moléculas H 2 para dar 2 moléculas NH 3 1 mol N 2 reage com 3 mol H 2 para dar 2 mol NH 3 28,02 gramas N 2 reagem com 6,048 gramas H 2 para dar 34,06 g NH 3 e não é 1 g N 2 reage com 3 g H 2 para dar 2 g NH 3 17

18 Acertar Equações Químicas 1. Escreva a(s) fórmula(s) correcta (s) do(s) reagente(s) no lado esquerdo e a(s) fórmula(s) correcta(s) do(s) produto(s) no lado direito da equação. O etano reage com oxigénio para formar dióxido de carbono e água C 2 H 6 + O 2 CO 2 + H 2 O 2. Altere os coeficientes estequiométricos (números que antecedem as fórmulas) para que o número de átomos de cada elemento seja igual em ambos os lados da equação. 18 2CO 2 e não C 2 O 4 Não altere os índices (números no seio das fórmulas)

19 Acertar Equações Químicas 3. Comece por acertar os elementos que aparecem apenas num reagente e num produto. C 2 H 6 + O 2 CO 2 + H 2 O Comece por C ou H, mas não O 2 carbonos à esquerda C 2 H 6 + O 2 1 carbono à direita 2CO 2 + H 2 O Multiplique CO 2 por 2 6 hidrogénios à esquerda 2 hidrogénios à direita Multiplique H 2 O por 3 19 C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + 3H 2 O

20 Acertar Equações Químicas 4. Acerte os elementos que aparecem em dois ou mais reagentes ou produtos. C 2 H 6 + O 2 2CO 2 + 3H 2 O Multiplique O 2 por oxigénios à esquerda 4 oxigénios (2 2) + 3 oxigénios= 7 oxigénios à direita (3 1) C 2 H O 2 2CO 2 + 3H 2 O 2 2C 2 H 6 + 7O 2 4CO 2 + 6H 2 O Remova a fracção multiplicando ambos os lados por 2 20

21 Acertar Equações Químicas 5. Assegure-se de que tem o mesmo número de cada tipo de átomo em ambos os lados da equação. 2C 2 H 6 + 7O 2 4 C (2 2) 12 H (2 6) 14 O (7 2) 4CO 2 + 6H 2 O 4 C 12 H (6 2) 14 O ( ) Reagentes 4 C 12 H 14 O Produtos 4 C 12 H 14 O 21

22 Acertar Equações Químicas Como informação adicional indicam-se, na equação química, os estados físicos dos reagentes e dos produtos : g gasoso l líquido s sólido aq em meio aquoso N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) 2HgO (s) 2Hg(l) + O 2 (g) KBr (aq) + AgNO 3 (aq) KNO 3 (aq) + AgBr (s) 22

23 Acertar Equações Químicas Convém ainda referir que muitas reacções químicas são reversíveis, o que, nas equações químicas que traduzem as referidas reacções, é indicado por uma dupla seta: N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) KBr (aq) + AgNO 3 (aq) KNO 3 (aq) + AgBr (s) Excercicios 1.pptx 23

24 Alterações de Massa em Reacções Químicas 1. Escreva a equação química acertada. 2. Converta as quantidades de substâncias conhecidas em moles. 3. Utilize os coeficientes das equações acertadas para calcular o número de moles da quantidade procurada. 4. Converta as moles de quantidade procurada nas unidades desejadas. 24

25 O metanol arde no ar de acordo com a equação não acertada CH 3 OH + O 2 CO 2 + H 2 O Se 209 g de metanol são utilizadas na combustão, que massa de água é produzida? 1 - Acertar a equação química 2 - Massa (g) CH 3 OH moles CH 3 OH moles H 2 O Massa (g) H 2 O massa molar CH 3 OH Coeficientes esteq. equação química massa molar H 2 O Resultado: 235 g H 2 O 25

26 Acertar Equações Químicas 1. Comece por acertar os elementos que aparecem apenas num reagente e num produto. CH 3 OH + O 2 CO 2 + H 2 O Comece por C ou H, mas não O 1 carbono à esquerda CH 3 OH + O 2 1 carbono à direita CO 2 + H 2 O nº de carbonos está certo 4 hidrogénios à esquerda 2 hidrogénios à direita Multiplique H 2 O por 2 26 CH 3 OH + O 2 CO 2 + 2H 2 O

27 Acertar Equações Químicas 2. Acerte os elementos que aparecem em dois ou mais reagentes ou produtos = 3 oxigénios à esquerda CH 3 OH + O 2 CO 2 + 2H 2 O 27 Falta 1 O (2 1) = 4 oxigénios à direita Multiplique O 2 por CH 3 OH + O 2 CO 2 + 2H 2 O 2 Remova a fracção 2CH 3 OH + 3O 2 2CO 2 + 4H 2 O multiplicando ambos os lados por 2 Excercicios 1.pptx

28 Química em Acção Necessidades das plantas: C, H, O N, P, K (macronutientes principais) Ca, S e Mg (macronutrientes secundários) Fe, Cu, Zn, Mn, Ni,Cl, B, Mo (micronutrientes) Fontes de elementos para as plantas: C - CO 2 (g) existente na atmosfera H - H 2 O O - H 2 O e CO 2 (g) e O 2 (g) atmosférico N - o azoto molecular (N 2 (g)) existente na atmosfera não é directamente utilizável pelas plantas 28

29 Química em Acção Principais formas de N utilizáveis pelas plantas: NH 4+ /NH 3 NO 3 - Origem: Bactérias existentes no solo e em simbiose com algumas espécies de plantas como as leguminosas Descargas eléctricas na atmosfera Decomposição de detritos vegetais e animais Na maior parte das situações estas fontes de N são insuficientes para suprir as necessidades das culturas 29

30 Química em Acção Aplicação de fertilizantes (adubos) químicos azotados: (NH 4 ) 2 SO 4 NH 4 NO 3 Ca(NO 3 ) 2 (NH 2 ) 2 CO NH 3 Qual a matéria-prima para o fabrico de fertilizantes azotados? NH 3 O NH 3 é obtido industrialmente pelo processo Haber-Bosh N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) 30

31 Química em Acção Utilizações do amoníaco (NH 3 ): Indústria química produção de fertilizantes, produção de ácido nítrico, síntese de ureia, produção de detergentes, etc; Indústria do frio, do papel e alimentar fluído refrigerante; Indústria têxtil dissolvente; Indústria petroquímica; etc... 31