CÁLCULO

CÁLCULO

ESTE

QUIOMÉT

RI

ESTE

QUIOMÉT

RI

COCOREL

AÇÕES QUANTIT

ATIVAS

RELAÇÕES

QUANTITAT

IVAS

Prof. S

ilvio

Prof. S

ilvio

QMC 232QMC 232 PÁGINA 212PÁGINA 212

CONCEITOCONCEITO

EstequiometEstequiometriaria

Stoicheon = elementoStoicheon = elemento

metron = medida metron = medida

É o estudo das relações quantitativas (átomos, É o estudo das relações quantitativas (átomos, moléculas, massa, volume) entre as substâncias que moléculas, massa, volume) entre as substâncias que participam de uma reação química.participam de uma reação química.

LAVOISIER: LAVOISIER: LEI DA LEI DA CONSERVAÇÃO CONSERVAÇÃO DAS MASSASDAS MASSAS

C + O2 CO2

+

12g C + 32g O2 44g CO2

PPartículas iniciais e finais são artículas iniciais e finais são as mesmasas mesmas massa massa iguaisiguais..

NÃO ESQUEÇA ...!NÃO ESQUEÇA ...!

PROUST: PROUST: LEI DAS PROPORÇÕES CONSTANTESLEI DAS PROPORÇÕES CONSTANTESC + O2 CO2

+

2C + 2O2 2CO2

NÃO ESQUEÇA ...!NÃO ESQUEÇA ...!

+

Duplicando a quantidade de Duplicando a quantidade de átomosátomos todas as massas todas as massas dobrarão.dobrarão.

NN22 + 3H + 3H2 2 2NH 2NH33

RELAÇÕES MOLARESRELAÇÕES MOLARES

MolMol 1 mol1 mol 3 mols3 mols 2 mols2 mols

MoléculasMoléculas 6 . 106 . 102323 18 . 1018 . 102323 12 . 1012 . 102323

28 g28 g 6 g6 g 34 g34 gMassaMassa

VolumeVolume(CNTP)(CNTP) 22,4 L22,4 L 67,2 L67,2 L 44,8 L44,8 L

RELAÇÃO MASSA - MASSARELAÇÃO MASSA - MASSAEx.: Qual a massa de água em gramas, produzida a Ex.: Qual a massa de água em gramas, produzida a partir de 8 g de gás hidrogênio reagindo em partir de 8 g de gás hidrogênio reagindo em quantidade suficiente com gás oxigênio?quantidade suficiente com gás oxigênio?1º)1º) Escrever a equação:Escrever a equação:

HH2(g)2(g) + O + O2(g)2(g) → H → H22OO(g)(g)

2º)2º) Equilibrar a equação:Equilibrar a equação:

2 H2 H2(g)2(g) + O + O2(g)2(g) → 2 H → 2 H22OO(g(g))

3º)3º) Escrever a regra de três:Escrever a regra de três:2 mol H2 mol H2(g)2(g) - 2 mol H - 2 mol H22OO(g)(g)

4 g - 36 g4 g - 36 g8 g - m8 g - m

m = 72 g de águam = 72 g de água

RELAÇÃO MASSA - MOLÉCULASRELAÇÃO MASSA - MOLÉCULASEx.: Na reação de síntese da água, quantas moléculas Ex.: Na reação de síntese da água, quantas moléculas de água são produzidas a partir de 16 g do gás de água são produzidas a partir de 16 g do gás oxigênio?oxigênio?1º)1º) Escrever a equação:Escrever a equação:

HH2(g)2(g) + O + O2(g)2(g) → H → H22OO(g)(g)

2º)2º) Equilibrar a equação:Equilibrar a equação:

2 H2 H2(g)2(g) + O + O2(g)2(g) → 2 H → 2 H22OO(g(g))

3º)3º) Converter as unidades:Converter as unidades:1 mol O1 mol O2(g)2(g) - 2 mol H - 2 mol H22OO(g)(g)

16 g - x16 g - x

x = 6 . 10x = 6 . 102323 moléculas de água moléculas de água

32 g O32 g O2(g)2(g) - 12 . 10 - 12 . 102323 moléculas moléculas

RELAÇÃO MASSA - VOLUMERELAÇÃO MASSA - VOLUMEEx.: Ex.: Qual o volume de Amônia produzido nas CNTP Qual o volume de Amônia produzido nas CNTP por 12g de Hpor 12g de H22 que reage com N que reage com N22 suficiente? suficiente?1º)1º) Escrever a equação:Escrever a equação:

HH2(g)2(g) + N + N2(g)2(g) → NH → NH3(g)3(g)

2º)2º) Equilibrar a equação:Equilibrar a equação:

3 H3 H2(g)2(g) + N + N2(g)2(g) → 2 NH → 2 NH3(g3(g))

3º)3º) Converter as unidades:Converter as unidades:3 mols H3 mols H2(g)2(g) - 2 mols NH - 2 mols NH3(g)3(g)

12 g - V12 g - V

V = 89,6 L de amôniaV = 89,6 L de amônia

6 g H6 g H2(g)2(g) - 44,8 L - 44,8 L

RELAÇÃO MOL - VOLUMERELAÇÃO MOL - VOLUMEEx.:Ex.: Quantos Moles de COQuantos Moles de CO22 são produzidos a partir são produzidos a partir de 11, 2 L de CO nas CNTP? de 11, 2 L de CO nas CNTP? 1º)1º) Escrever a equação:Escrever a equação:

COCO(g)(g) + O + O2(g)2(g) → CO → CO2(g)2(g)

2º)2º) Equilibrar a equação:Equilibrar a equação:

3º)3º) Converter as unidades:Converter as unidades:2 mols CO2 mols CO(g)(g) - 2 mols CO - 2 mols CO2(g)2(g)

11,2 L - n11,2 L - n

n= 0,5 mols de COn= 0,5 mols de CO22

44,8 L - 2 mols44,8 L - 2 mols

2 CO2 CO(g)(g) + O + O2(g)2(g) → 2 CO → 2 CO2(g)2(g)

RENDIMENTORENDIMENTOEX.: A combustão de 36g de grafite (C) provocou a EX.: A combustão de 36g de grafite (C) provocou a formação de 118,8g de gás carbônico. Qual foi o formação de 118,8g de gás carbônico. Qual foi o rendimento da reação ? (C = 12; O = 16) rendimento da reação ? (C = 12; O = 16) a) 50%.a) 50%.b) 60%.b) 60%.c) 70%.c) 70%.d) 80%.d) 80%.e) 90%.e) 90%.

CC(s)(s) + O + O2(g)2(g) → CO → CO2(g)2(g)

1 mol - 1 mol 1 mol - 1 mol 12 g - 44 g12 g - 44 g36 g - m36 g - m

m = 132 gm = 132 g

132 g - 100 %132 g - 100 %118,8 g - P %118,8 g - P %

P = 90 %P = 90 %

GRAU DE PUREZAGRAU DE PUREZA

CaCOCaCO3(s)3(s) → CaO + CO → CaO + CO2(g)2(g)

1 mol - 1 mol 1 mol - 1 mol 100 g - 56 g100 g - 56 g

m = 56 tonm = 56 ton

56 ton - 100 %56 ton - 100 %X - 90 %X - 90 %

X = 50,4 tonX = 50,4 ton

EX.: A decomposição térmica do CaCOEX.: A decomposição térmica do CaCO33, se dá de acordo com a , se dá de acordo com a equação. equação. Quantas toneladas de óxido de cálcio serão Quantas toneladas de óxido de cálcio serão produzidas através da decomposição de 100 toneladas de produzidas através da decomposição de 100 toneladas de carbonato de cálcio com 90% de pureza? (Ca = 40; O = 16; C = carbonato de cálcio com 90% de pureza? (Ca = 40; O = 16; C = 12)12)a)a) 40,0 t.40,0 t.b) 56,0 t.b) 56,0 t.c) 62,2 t.c) 62,2 t.d) 50,4 t.d) 50,4 t.e) 90,0 t.e) 90,0 t. 100 ton - m100 ton - m

REAGENTE LIMITANTEREAGENTE LIMITANTE

1 mol - 1 mol 1 mol - 1 mol

98 g - 74 g98 g - 74 g

m = 9,8 gm = 9,8 g

mmexcessoexcesso = m = madicionadosadicionados – m – mconsumidaconsumida

EX.: EX.: 10,00g de ácido sulfúrico são adicionados a 7,40g de 10,00g de ácido sulfúrico são adicionados a 7,40g de hidróxido de cálcio. Sabe-se que um dos reagentes está em hidróxido de cálcio. Sabe-se que um dos reagentes está em excesso. Após completar a reação, restarão:excesso. Após completar a reação, restarão:

HH22SOSO44 + Ca(OH) + Ca(OH)22 → → CaSOCaSO44 + 2H + 2H22OOa) 0,02g de Ha) 0,02g de H22SOSO44b) 0,20g de Hb) 0,20g de H22SOSO44c) 0,26g de Ca(OH)c) 0,26g de Ca(OH)22d) 2,00g de Hd) 2,00g de H22SOSO44e) 2,00g de Ca(OH)e) 2,00g de Ca(OH)22..

m g - 7,4 gm g - 7,4 g mmexcessoexcesso = 10 – 9,8 = 10 – 9,8

mmexcessoexcesso = 0,2 g de H = 0,2 g de H22SOSO44

O ácido está em excessoO ácido está em excesso

EXERCÍCIOSEXERCÍCIOS87 - (Ufes) A decomposição térmica do carbonato de cálcio 87 - (Ufes) A decomposição térmica do carbonato de cálcio produz óxido de cálcio e dióxido de carbono. Decompondo-se 5,0 produz óxido de cálcio e dióxido de carbono. Decompondo-se 5,0 g de carbonato de cálcio impuro e recolhendo-se todo o dióxido g de carbonato de cálcio impuro e recolhendo-se todo o dióxido de carbono produzido num recipiente contendo uma solução de de carbono produzido num recipiente contendo uma solução de hidróxido de bário, obtiveram-se 8,0 g de carbonato de bário. hidróxido de bário, obtiveram-se 8,0 g de carbonato de bário. Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16; Ba = 137.Dados: Ca = 40; C = 12; O = 16; Ba = 137.a) Escreva as equações das reações.a) Escreva as equações das reações.    

b) Qual a pureza do carbonato de cálcio?b) Qual a pureza do carbonato de cálcio?

EXERCÍCIOSEXERCÍCIOS88 - (UFV-MG) O gás acetileno (C88 - (UFV-MG) O gás acetileno (C22HH22), matéria-prima para o preparo de ), matéria-prima para o preparo de diversos compostos químicos, pode ser obtido pela reação do carbeto de diversos compostos químicos, pode ser obtido pela reação do carbeto de cálcio (CaCcálcio (CaC22) com água à temperatura ambiente. O carbeto de cálcio é ) com água à temperatura ambiente. O carbeto de cálcio é produzido industrialmente através da reação entre óxido de cálcio (CaO) e produzido industrialmente através da reação entre óxido de cálcio (CaO) e uma fonte de carbono (carvão mineral ou vegetal). As equações abaixo uma fonte de carbono (carvão mineral ou vegetal). As equações abaixo representam as reações ocorridas. representam as reações ocorridas. Dados: massas molares (g/mol): CaO = 56; CaCDados: massas molares (g/mol): CaO = 56; CaC22 = 64. = 64.CaO + 3 C → CaCCaO + 3 C → CaC22 + CO + COCaCCaC22 + 2 H + 2 H22O → CO → C22HH22 + Ca(OH) + Ca(OH)22   a) Supondo 100% de rendimento, a massa de carbeto de cálcio obtida a a) Supondo 100% de rendimento, a massa de carbeto de cálcio obtida a partir de 280,5 g de óxido de cálcio é: partir de 280,5 g de óxido de cálcio é:     b) Supondo 100% de rendimento, a massa de gás acetileno obtida a partir b) Supondo 100% de rendimento, a massa de gás acetileno obtida a partir de 280,5 g de óxido de cálcio é:de 280,5 g de óxido de cálcio é:

EXERCÍCIOSEXERCÍCIOS

89 - (UnB-DF, adaptado) Considere uma amostra de 180 mL 89 - (UnB-DF, adaptado) Considere uma amostra de 180 mL de água destilada, com densidade igual a 1 kg/L, contida de água destilada, com densidade igual a 1 kg/L, contida em um copo. em um copo. Sabendo que MSabendo que MH2H2 = 2 g/mol e M = 2 g/mol e MO2O2 = 32 g/mol, julgue os = 32 g/mol, julgue os itens a seguir.itens a seguir.  a)a) No copo, encontram-se 18,06 ∙ 10 No copo, encontram-se 18,06 ∙ 102424 átomos. átomos.b)b) O número de moléculas contidas no copo é igual ao número de O número de moléculas contidas no copo é igual ao número de átomos encontrados em uma amostra de 120 g de carbono 12.átomos encontrados em uma amostra de 120 g de carbono 12.c)c) Para se produzir a quantidade de água contida no copo, é Para se produzir a quantidade de água contida no copo, é preciso reagir totalmente 30 g de Hpreciso reagir totalmente 30 g de H22 com 150 g de O com 150 g de O22..d)d) A massa molecular de água no copo é igual a 180 g. A massa molecular de água no copo é igual a 180 g.