quarta-feira, 3 de outubro de 2012


Estequiometria
  1. Conceito
  2. Relação entre massas
  3. Relação entre massas e moléculas
  4. Relação entre volumes
  5. Relação entre massa e volume
  6. Relações envolvendo uma sequência de reações
  7. Relações envolvendo quantidade em excesso de um dos reagentes
  8. Relações envolvendo reagentes com impurezas
  9. Relações envolvendo rendimento de reações
horizontal rule
Estequiometria é o estudo que permite o cálculo das relações quantitativas nas reações químicas.
Considere uma reação química onde os compostos A e B reagem entre si produzindo os compostos C e D.
Equilibrada a equação teremos:
aA + bB ® cC + dD
O cálculo de quantidades desconhecidas de reagentes ou produtos é realizado estabelecendo-se a proporcionalidade com os coeficientes a, b, c e d.

Exemplo:Considere a reação:
Al2O3
+3 H2SO4 ®Al2(SO4)3 
+
3 H2O
1 mol 
3 mols 1 mol 3 mols
102g294g342g54g
Algumas perguntas:
1) Qual é a quantidade de ácido sulfúrico necessária para produzir 500g de sulfato de alumínio?
Al2O3+3 H2SO4®Al2(SO4)3 
+
3 H2O
1 mol 3 mols 1 mol 3 mols

294g342g


xg500g

342.x = 500.294 ® x = 429,8 g
2) Quantos mols de óxido de alumínio são necessários para reagir com 200 g de ácido sulfúrico?
Al2O3+
3 H2SO4
®
Al2(SO4)3 +3 H2O
1 mol 3 mols 1 mol 3 mols
1 mol 294g


x mols200g


294.x = 200.1 ® x = 0,68 mols

Exemplo:Considere a reação:
Al2O3+3 H2SO4®Al2(SO4)3 
+
3 H2O
1 mol 3 mols 1 mol 3 mols
102g294g342g54g
1 A3 A1 A3 A
Onde A é o Número de Avogadro  A = 6,02 x 10 23 moléculas
Algumas perguntas:
1) Quantas moléculas de ácido sulfúrico são necessárias para produzir 400g de sulfato de alumínio?
Al2O3+3 H2SO4®
Al2(SO4)3 
+
3 H2O
1 mol 3 mols 1 mol 3 mols

3 A342g


x 400g

342.x = 3A.400 ® x = 3,5A ® x = 2,1.1024 moléculas
2) Quantas moléculas de óxido de alumínio são necessárias para reagir com 100 g de ácido sulfúrico?
Al2O3+
3 H2SO4
®Al2(SO4)3 +3 H2O
1 mol 3 mols 1 mol 3 mols
1 A294g


x100g


294.x = 1A.100 ® x = 0,34A ® x = 2.1023 moléculas.

Exemplo:Considere a reação:
3 H2
+N2® 2 NH3
3 mols
1 mol2 mols
3 V  
1 V  2 V  
Onde V  é o volume molar, sendo V  = 22,4 litros nas CNPT
Uma pergunta:
Qual é o volume de nitrogênio necessário para produzir 100 litros de amônia, nas mesmas condições de pressão e temperatura?
3 H2+N2® 2 NH3
3 mols1 mol2 mols

1 V  2 V  

x
100 litros
2V .x = 100.1V  ® x = 50 litros.

Exemplo:Considere a reação:
Cl2+
2 NaOH
®
NaClO
+NaCl+
H2O
1 mol
2 mols
1 mol
1 mol
1 mol
71g80g74,5g58,5g18g
1 V  




Uma pergunta:
Qual é o volume de cloro nas CNPT necessário para produzir 200g de hipoclorito de sódio.
Cl2+2 NaOH®
NaClO
+NaCl+H2O
1 mol
2 mols
1 mol
1 mol
1 mol
1 V  

74,5g


x

200g


74,5.x = 200.1V  ® x = 2,68V  ® x = 2,68.22,4 ® x = 60,1 litros

Equilibramos as equações.
Atribuímos valores ao coeficiente do composto elo de ligação entre as reações de modo que somando as equações resulta uma única.
Então resolvemos o problema normalmente.
Exemplo:Considere as reações:
2 NaN3 ® 2 Na + 3 N2
10 Na + 2 KNO3 ® K2O + 5 Na2O + N2
O elo de ligação entre as duas equações é o Na. Para que ele seja eliminado na soma das duas equações vamos multiplicar a primeira equação por 5.
10 NaN3 ® 10 Na + 15 N2
10 Na + 2 KNO3 ® K2O + 5 Na2O + N2
_____________________________________
10 NaN3 + 10 Na + 2 KNO3 >>> 10 Na + 15 N2 + K2O + 5 Na2O + N2 
10 NaN3 + 2 KNO3 ®  K2O + 5 Na2O + 16 N2 
Os problemas serão resolvidos usando a equação obtida.

Para verificar se há excesso de reagente vamos sempre comparar pelo número de mols indicado na reação.
           
7.1 - Relações envolvendo apenas os volumes
Exemplo:
Considere a reação.
N2+3 H2®2 NH3
1 mol3 mols2 mols
1 V3 V2 V
Uma pergunta:
Fazendo-se reagir 4 litros de N2 com 9 litros de H2 qual é o volume de NH3 obtido nas mesmas condições de pressão e temperatura?
A equação nos mostra que o volume de H2 deve ser 3 vezes maior que o volume de N2 nos permitindo afirmar que há um excesso de N2.
Verificamos ainda que o volume de NH3 é 2 vezes maior que o de N2.
N2+3 H2®2 NH3
1 mol3 mols2 mols
1 V3 V2 V
3 litros
1 litro de excesso		9 litrosx
x = 2.3 ® x = 6 litros
           
7.2 - Relações envolvendo apenas massas
Exemplo:
Considere a reação.
CO2+2 NaOH®
Na2CO3
+H2O
1 mol2 mols1 mol1 mol
44 g2.40 = 80g140 g18 g
Uma pergunta.
Fazendo reagir 5 g de gás carbônico com 8 g de hidróxido de sódio, qual é a massa de carbonato de sódio obtida?
A equação nos mostra que a massa de hidróxido de sódio deve ser 80/44 = 1,81 vezes maior que a massa de gás carbônico não 8/5 = 1,6 nos permitindo afirmar que há um excesso de gás carbônico.
A quantidade y de gás carbônico que irá reagir com 8 g de hidróxido de sódio é: 8/y = 80/44 ® y = 4,4 g
CO2+2 NaOH®Na2CO3+H2O
1 mol2 mols1 mol1 mol
44 g2.40 = 80g140 g18 g
4,4 g
0,6 g em excesso		8 gx

80.x = 8.140 ® x = 14 g

Quando um reagente for impuro procuramos determinar a quantidade de reagente puro e procedemos  normalmente.
Exemplo:
Numa reação são utilizados 500 g de ácido sulfúrico com 90% de pureza.
A quantidade de ácido que irá reagir será 500.90/100 = 450 g

Realizamos o cálculo do produtos de uma reação supondo sempre que o rendimento seja 100%.
O rendimento das reações químicas é sempre calculado em função dos produtos da reação.
Exemplo:
Numa reação são produzidos 200 g de carbonato de sódio com rendimento de 100%.
Se o rendimento da reação for 75% a quantidade de carbonato de sódio obtida será de 200.75/100 = 150 g
Este site foi atualizado em 01/01/11

 Fonte:http://www.profpc.com.br
Postado por às

Nenhum comentário:

Postar um comentário

Assinar: Postar comentários (Atom)

AS TICs NO ENSINO DE QUÍMICA

MATERIAL DE CÁLCULO