Cálculos envolvendo reações
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- Jessica Fontes Nunes
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1 Cálculos envolvendo reações
2 Cálculo Estequiométrico Misturamos reagentes que não estão em proporção estequiométrica Reagente limitante: consumido totalmente Reagente em excesso: sobra certa quantidade
3 Exemplos: 1)Nas indústrias petroquímicas, enxofre pode ser obtido pela reação: 2 H 2 S + SO 2 3 S + 2 H 2 O a) Qual é a quantidade máxima de enxofre, em gramas, que pode ser obtida partindo-se de 5,0 mol de H 2 S e 2,0 mol de SO 2? b) Qual o reagente limitante e o reagente em excesso? 2) 400 g de NaOH são adicionados a 504 g de HNO 3. Calcule: a) a massa de sal obtida; b) a massa do reagente em excesso, se houver. 3) Quando cobre metálico é aquecido com enxofre, por síntese, formase sulfeto de cobre I. Aquecendo 100 g de cobre e 50,0 g de enxofre: a) Determine a massa de sal obtida; b) Identifique o reagente em excesso e o limitante; c) Determine a massa do reagente em excesso.
4 4) O gás de cozinha é formado principalmente pelos gases butano e propano. A reação que ocorre no queimador do fogão é a combustão destes gases. A equação não equilibrada abaixo representa a combustão do butano. C 4 H 10 + O 2 CO 2 + H 2 O Determine a massa de água que pode ser obtida a partir da mistura de 10,0 g de butano com 10,0 g de oxigênio é 5) Um astronauta elimina cerca de 450 L de gás carbônico por dia (CNTP). Suponha que se utilize hidróxido de lítio para absorver o gás produzido. a) Qual a massa de hidróxido de lítio necessária por dia de viagem? b) Que massa (em gramas) de água será formada quando 4,0 mol de hidróxido de lítio reagir com 3,0 mol de gás carbônico?
5 Cálculo Estequiométrico O volume molar só pode ser utilizado nas condições normais de pressão e temperatura(cntp) Em condições diferentes devemos calcular os volumes gasosos utilizando : Equação de Estado dos Gases Perfeitos ou Equação de Clapeyron.
6 Exemplos: 1) A pirolusita (mineral cujo principal constituinte é o óxido de manganês IV) reage com ácido clorídrico produzindo cloreto de manganês II, água e cloro gasoso. a) Que volume de cloro (em litros) pode ser obtido, nas CNTP, a partir de 43,5 g de óxido de manganês IV? b) Que volume de cloro (em litros) pode ser obtido a partir de 43,5 g de óxido de manganês IV, se a reação ocorrer a uma temperatura de 25 C e 2 atm? 2) O peróxido de bário se decompõe a altas temperaturas em óxido de bário e gás oxigênio. a) Determine o volume de gás oxigênio liberado na decomposição térmica de 33,8g de peróxido de bário, nas CNTP. b) Determine o volume de oxigênio liberado, a 27ºC e 1,00 atm, na decomposição térmica de 33,8 g de peróxido de bário. Constante universal dos gases: R = 0,082 atm. L. mol -1. K -1.
7 3) Um dos gases responsáveis pelo aquecimento da Terra é o CO 2 (g), presente na atmosfera. Atendendo ao Protocolo de Kioto, uma das tecnologias empregadas na redução dos teores deste gás está baseada na reação entre este gás e o óxido de cálcio dando origem ao carbonato de cálcio. a) Se um determinado dispositivo contém 560 g de CaO(s), qual é o volume de CO 2 (g) que pode ser removido, nas CNTP? b) Se um determinado dispositivo contém 560 g de CaO(s), qual é o volume de CO 2 (g) que pode ser removido, a 27 C e 1 atm? 4) Uma das maneiras de impedir que o SO 2, um dos responsáveis pela chuva ácida, seja liberado para a atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio, em presença de ar (O 2 ), dando origem ao sulfato de magnésio. Supondo que esta reação ocorra a temperatura ambiente, 25 C e 1atm, a partir de 1kg de óxido de magnésio a) Qual o volume de dióxido de enxofre que pode ser tratado? b) Qual o volume de gás oxigênio consumido?
8 5) Combustíveis são materiais que emitem calor ao reagirem com o oxigênio, num processo de combustão. No caso do automóvel, os combustíveis mais comuns são a gasolina e o álcool. A combustão completa destas substâncias levam a formação de dióxido de carbono e água. Suponha que a gasolina seja formada exclusivamente por C 8 H 18 e o álcool C 2 H 5 OH. Na cidade do Rio de Janeiro, apresenta temperatura média de 30 C e pressão de 1 atm: a) Qual o volume de CO 2 liberado por um automóvel que foi abastecido com 10 L de gasolina? b) Qual é o volume de O 2 necessário para que a reação do item a ocorra completamente? c) Qual o volume de CO 2 liberado por um automóvel que foi abastecido com 10 L de etanol? d) Qual é o volume de O 2 necessário para que a reação do item c ocorra completamente? Dados: Gasolina d =0,703g/mL, Etanol d= 0,789 g/ml
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