cálculo estequiométrico

AplicaAplica ççãoãoQuando uma reação química é realizada com quantidades conhecidas de reagentes, é possível prever a quantidade de produto formado.

De forma inversa, podemos prever quanto reagente é necessário para obter determinada quantidade de produto.

“Estabelecer essas relações entre as quantidades de reagentes e, a partir delas, realizar previsões é o que se denomina estequiometria ou cálculo estequiométrico.”

Deve-se conhecer:

� Equação química do processo com seus respectivos coeficientes estequiométricos (reação BALANCEADA);

� Massa molar (M / g mol-1) de cada participante da reação;

n = mM

A unidade fundamental destes cálculos é o mol!

Joel FernandoJoel Fernando

Quantidade de matéria (mol)

Quantidade de massa (g)

Massa Molar (g mol-1)

+ �

Coeficiente EstequiomCoeficiente Estequiom éétrico e balanceamento de reatrico e balanceamento de rea çções quões qu íímicasmicas

Considerando a lei de conservação das massas, chega-se a premissa de Dalton:“Átomos não são criados, nem destruídos em uma reação química”.

Desta forma, em uma equação química, deve-se indicar essa proporção em mol de cada participante de modo que o número de átomos presentes nas espécies reagentes seja equivalente ao número de átomos nos produtos.

Exemplo:


+ �

De modo simplificado podemos dizer que a massa de reagentes permanece constante após a reação conservada nos produtos formados!

N2(g) + H2(g) �1 33 22NH3(g)

ProporPropor çções Estequiomões Estequiom éétricastricas

Quando uma reação é realizada sob proporções estequiométricas, ou seja, em proporção exata, os reagentes são consumidos em sua totalidade conduzindo àformação dos produtos.

Exemplo: Considerando a equação de obtenção do clínquer, calcule quantos gramas de água e quantos gramas de óxido de cálcio são necessários para cada kilograma de aluminato de tricálcio;


Ca3(Al 2O6) + CaO + 12 H2O �� Al 2O3 . 4 CaO. 12 H2OCa3(Al 2O6) + CaO + 12 H2O �� Al 2O3 . 4 CaO. 12 H2O

Maluminato Mcal Mágua

= 270,3 g mol-1 = 56,1 g mol-1 = 18,0 g mol-1

naluminato ncal Nágua

= 1mol = 1 mol = 12 mols

maluminato mcal mágua

n = mM

m = n x M

= 270,3 g = 56,1 g = 216 g

1000 g 207,2 g207,2 g 799,1 g799,1 g

ProporPropor çções não Estequiomões não Estequiom éétricastricas

Quando uma reação é realizada sob proporções não estequiométricas, ou seja, em proporção não correspondente as proporções fixas de reação entre os reagentes, os reagentes não são consumidos em sua totalidade e é formada a máxima quantidade possível de produtos, porém, sempre limitada àquele reagente com a proporção limitada.Nomeia-se então, o reagente que está em menor quantidade à estequiométrica, reagente limitantereagente limitante .

Exemplo: Considerando a equação de obtenção do clínquer, calcule quantos gramas de clínquer poderiamos obter a partir de 207,2 g de óxido de cálcio, 799,1 g de água e 750 g de aluminato de tricálcio;


270,3 g 56,1 g56,1 g 216 g216 g

Ca3(Al 2O6) + CaO + 12 H2O �� Al 2O3 . 4 CaO. 12 H2O

Sabemos mclínquer Não sabemos

M = 542,4 g mol-1

n = 1 mol

m = 542,4 g

ProporPropor çções não Estequiomões não Estequiom éétricastricas

Quando uma reação é realizada sob proporções não estequiométricas, ou seja, em proporção não correspondente as proporções fixas de reação entre os reagentes, os reagentes não são consumidos em sua totalidade e é formada a máxima quantidade possível de produtos, porém, sempre limitada àquele reagente com a proporção limitada.Nomeia-se então, o reagente que está em menor quantidade à estequiométrica, reagente limitantereagente limitante .

Exemplo: Considerando a equação de obtenção do clínquer, calcule quantos gramas de clínquer poderiamos obter a partir de 207,2 g de óxido de cálcio, 799,1 g de água e 750 g de aluminato de tricálcio;


270,3 g 56,1 g56,1 g 216 g216 g

Ca3(Al 2O6) + CaO + 12 H2O �� Al 2O3 . 4 CaO. 12 H2O

Sabemos

270,3 g

m = 542,4 g

542,4 g

750 g Resposta

R = 1505,0 g

Rendimento de ReaRendimento de Rea çção e Grau de Purezaão e Grau de Pureza

A partir do reagente limitante podemos prever o rendimento máximo percentual de uma reação. Existem duas fontes de limitação da quantidade de produto formada. � Quando o reagente limitante está em proporção inferior a estequiométrica;� Quando o reagente não é puro (pureza < 100%).

Exemplo: Supondo que houve uma avaria no processo de fabricação do clínquer, onde, pela quantidade de reagentes dispostos à reação, esperava-se 1,4 toneladas do produto, porém, foram obtidos somente, 1,0(uma) tonelada. (a) Indique o rendimento do processo.

(b) Após as devidas apurações, descobriu-se que a fonte da avaria, foi a impureza do óxido de cálcio utilizado. Indique qual seu grau de pureza.


R = 71,4 %

Volume de GVolume de G áás e o mols e o mol

Nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) o volume de 1 mol dequalquer gás equivale a 22,4 L.

Exemplo: No processo de obtenção de óxido de cálcio (cal), são liberados por cada mol de decomposição térmica de carbonato de cálcio, 1,0 mol de dióxido de carbono. Indique quantos litros de dióxido de carbono são produzidos a partir da decomposição de 1,0(uma) tonelada de carbonato de cálcio com 94% de pureza.


R = 210349,664 L

R = 210350 L

RelaRelaçções Estequiomões Estequiom éétricastricas

�Relação em quantidade de matéria (número de mols)

�Relação quantidade de matéria-massa

�Relação entre massa

�Relação massa-moléculas

�Relação moléculas-átomos

�Relação massa-átomos

�Relação mol-volume

�Relação massa-volume


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