estequiometria

FFóórmula Qurmula Qu íímicamica

“A idéia de fórmula química surgiu como uma forma de expressar as quantidades das substâncias elementares que se combinam”.

Uma fórmula química é uma representação de um composto químico, pode fornecer algumas informações sobre a substância que ela representa. Na formula química aparecem letras e números.

Letras representam os elementos químicos que se unem para formar as substâncias.

Números subscritos indicam a quantidade de átomos do elemento presente em cada molécula (o número 1 é omitido).

Existem três formas de expressar a fórmula química de um dado composto:

� Fórmula molecular (para os compostos moleculares)�Fórmula mínima (para os compostos iônicos)�Fórmula Percentual (para ambos)

Joel FernandoJoel Fernando

Conceitos FundamentaisConceitos Fundamentais

Número atômico (Z) = número de prótons presentes no núcleo

Numero de massa (A) = é a somatória do numero de prótons e nêutrons (N) presentes no núcleo.

A = Z + N

Isótonos – Átomos que apresentam o mesmo número de nêutrons (N)

Isóbaros – Átomos que apresentam o mesmo número de massa (A)

Isótopos – São átomos do mesmo elemento (isto é, com os mesmos números de prótons), mas com diferentes números de nêutrons. Assim, têm diferentes números de massa.

12C6 e 13C6 (C, Z= 6)

Z

A

X



Unidade de Massa atômica (u) e Massa atômica

u - corresponde a 1/12 da massa do 12C

Carbono (C)

1 u

Essa unidade é utilizada como referência para a expressar as massas atômicas de todos os outros elementos químicos.

Massa atômica

É a massa de um átomo de dado elemento expressa em unidade de massa atômica.



Massa atômica de um Elemento

A massa atômica de um elemento é dada pela média ponderada de seus isótopos naturais.

Cálculo da massa atômica do Carbono12C 98,93% (massa atômica = 12,0000u) 13C 1,07% (massa atômica = 13,0036u)

Método (Divide-se a abundância do isótopo por 100 e multiplica como peso)

12C x abundância + 13C x abundância =100 100

12C x 98,93 + 13C x 1,07 =100 100

(12,0000u x 0,9893) + (13,00036u x 0,0107) =

12,0107 u



Massa atômica de um Elemento

A massa atômica de um elemento é dada pela média ponderada de seus isótopos naturais.

Cálculo da massa atômica do Carbono12C 98,93% (massa atômica = 12,0000u) 13C 1,07% (massa atômica = 13,0036u)

Método 2 (multiplica-se a abundância pela massa do isótopo em seguida, divide-se por 100)

(12C x abundância) + (13C x abundância) =100

(12,0000u x 98,93) + (13,00036u x 1,07) =100

(1187,16 + 13,913852) = 12,0107u100 .



Atividade Extra

Calcule a massa atômica do Cloro considerando os da dos a seguir;35Cl 75,78% (massa atômica = 34, 968853 u)37Cl 24,22% (massa atômica = 36, 965903 u)

R = 35,4uUtilize os dados a seguir para determinar a massa a tômica do elemento magnésio;24Mg 79,0% (massa atômica = 24,0u) 25Mg, 10,0% (massa atômica = 25,0u)26Mg, 11,0% (massa atômica = 26,0u)

R = 24,3uAtividade – Utilize os dados a seguir para determina r a massa atômica do elemento silício;28Si 92,20% (massa atômica = 27,977u) 29Si 4,67% (massa atômica = 28,977u)30Si 3,13% (massa atômica = 29,974u)

R = 28,1u



Massa molecular

É a massa de uma molécula de determinada substância. Dada pela somatória das massas dos átomo que constituem a molécula.

Exemplo: Qual a massa molecular da água? (H = 1 u e O = 16 u)

H2O � Significa dizer que nesta fórmula, a proporção é 2 (dois) Hidrogênios para 1(um) Oxigênio.

Hidrogênio: 2 x 1u = 2uOxigênio: 1 x 16u = 16uSoma: 18u

Como citado anteriormente (slide 1), além de expressar a fórmula química pela formula molecular, existem duas outras formas:

Fórmula mínima Fórmula Percentual

Massa molecular


Fórmula molecular (para os compostos moleculares)Indica a proporção entre o número de átomos dos elementos constituem uma substância. Essa proporção é expressa pelo conjunto de menores números inteiros.

Exemplo: NH3, CH4, C6H12O11, CCl4.

Fórmula mínima (para os compostos iônicos)Indica quais e quantos átomos de cada elemento constituem uma molécula de uma determinada substância.

Exemplo: NaBr, CaF2, AlCl3, AgCl, MgO.

Fórmula Percentual (para ambos)Indica os elementos constituintes da substância em uma relação percentual.

Exemplo: C40%H6,7%O53,3% (C6H12O6), Ca71,48%O28,52%(CaO)


Atividade Extra

Calcule a massa molecular para os compostos molecul ares a seguirNH3 R = 17uCH4 R = 16uC6H12O11 R = 260uCCl4 R = 154u

De a massa para os compostos iônicos a seguir:NaBr R = 103uCaF2 R = 78,1uAlCl3 R = 133,5uAgCl R = 143,3uMgO R = 40,3u

Expresse a fórmula percentual das substâncias a seg uir:CH4 R = C75%H25%CHCl3 R = C10,05%H0,83%Cl89,12%CO2 R = C27,27%O72,73%HNO3 R = H1,59%N22,22%O76,19%



Mol e a Constante de Avogadro

Mol - é a quantidade de matéria de um sistema que contém um número de partículas elementares dado pela constante de Avogadro (6,0221367x1023 partículas)

Igual ao número de átomos contido em 12 g de 12C.

Então, cada mol de 12C tem 12g de átomos de carbono.

� Um mol de qualquer substância sempre contém o mesmo número de partículas (átomos, moléculas, íons ou elétrons)

1 (um) átomo de CConjunto de átomos de C

1 mol de átomos de C

Quando o conjunto apresenta exatamente 6,022x1023 átomos de

Carbono

1 (uma) molécula de água (H2O)

Conjunto de moléculas de H2O

1 mol de moléculas de H2O

Quando o conjunto apresenta exatamente 6,022x1023 moléculas

de H2O




1 (uma) molécula de água (H2O)

Conjunto de moléculas de H2O

1 mol de moléculas de H 2O

Quando o conjunto apresenta exatamente 6,022x1023 moléculas

de H2O

2 (dois) átomos de hidrogênio (H)

1 (um) átomo de oxigênio (O)

Conjunto de átomos de H

Conjunto de átomos de O

2 mols de átomos de H

1 mol de átomos de O

Quando temos 1 mol de moléculas de H2O, teremos 2

vezes 6,022x1023 átomos de H

Quando temos 1 mol de moléculas de H2O, teremos 1 vez

6,022x1023 átomos de O




Um mol de composto iônico origina n mol de Cátions e n mol de Ânions, ou seja, as unidades (partículas) que os compões são os íons.

Cl-Cl-

Na+

Na+

Cl-

Cl-

Na+

Cl-Cl-

Na+

Cl-

Na+

Cl-

Cl-

Cl-Na+

Cl-

Na+

Na+Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

1(um) mol de Cloreto de

Sódio

6,022x1023 íons Cloreto

6,022x1023 íons Sódio

1 mol de Cloreto

+

1 mol de íon Sódio

De forma análoga, como cada átomo de sódio doa 1(um) elétron (e-) e cada átomo de cloro recebe 1(um) elétron (e-), pode-se dizer que “1(mol) mol de átomos de sódio doa 1(um) mol de elétrons para 1(um) mol de átomos de cloro” OUOU “1(mol) mol de átomos de cloro recebe 1(um) mol de elétrons de 1(um) mol de átomos de sódio”



1 mol de Sódio 1 mol de Cloro

1 mol de e-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

1 mol de Cloreto

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+


+

Cl-Cl-

Na+

Na+

Cl-

Cl-

Na+

Cl-Cl-

Na+

Cl-

Na+

Cl-

Cl-

Cl-Na+

Cl-

Na+

Na+Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Cl-

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

Na+

1(um) mol de Cloreto de

Sódio

6,022x1023 íons Cloreto

6,022x1023 íons Sódio

1 mol de Cloreto

+




Massa Molar (M)

É a massa correspondente a um mol de determinada entidade química (átomo, molécula, íon, etc). “g/mol”

Como dito anteriormente, em 12g de 12C existe 1 mol de átomos de carbono 12.

Então, podemos escrever cada massa atômica ou massa molecular em razão de 1(um) mol.

Exemplo: Massa Molar da Água

Sendo a massa atômica do hidrogênio equivalente a 1u, 1 mol de átomos de H contém 1g;

1 g/mol ou 1g mol -1

Sendo a massa atômica do oxigênio equivalente a 16u, 1 mol de átomos de O contém 1g;


Sendo a massa molecular da água equivalente a 18u, 1 mol de molécula de H2O contém 18g;




Número de mols (n)

Expressa a quantidade de matéria em mol.

n= mM

O número de mols presentes em 414 g de água equivale a quantos mols?

n = 414g18g mol-1 = 23 mol

Qual o número de mols presentes em 414 g de Etanol, sabendo que a fórmula molecular do mesmo é C2H6O? R = 9 mols.

Conversão Massa >> Mol Conversão Mol >> Massa

n = m m = n x M M



Equação Química

Deve-se indicar o estado físico e cada participante da reação química.(s) sólido – (l) líquido – (g) gasoso - (aq) aquoso

Exemplo:

AgNO3 (aq) + KCl (aq) � AgCl (s) + KNO3 (aq)

2 H2 (g) + O2 (g) � 2 H2O (l)


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