QUMICA CLCULO ESTEQUIOMTRICO:DEFINIO

o clculo das quantidades de reagentes e produtos que participam de uma reao.

Podemos calcular essas quantidades em mols; em massa; em nmero de partculas (molculas ou tomos); em volume.

Todo problema de clculo estequiomtrico est baseado na proporo em mols dos participantes da reao, seguindo a Lei de Proust ou Lei das Propores Constantes ("Numa reao qumica existe uma proporo constante entre as quantidades de reagentes e produtos). Isso nos permite utilizar a regra de trs simples para efetuar os clculos.

Exemplo:

Obs.:O exemplo anterior nos permite ainda citar uma outra lei. A Lei da Conservao das Massas ou Lei de Lavoisier:Numa reao qumica a somatria das massas dos reagentes igual a somatria das massas dos produtos.

Note que para o experimentos 1 e 2 da reao anterior temos a conservao das massas dos reagentes e produtos:

Balanceamento das equaes qumicas - Exerccios resolvidos

Exerccios Resolvidos

Obs.:Para reaes entre gases que no ocorram nas CNTP, tambm possvel trabalhar com volume (L). Utilizaremos aLei Volumtrica(Lei de Gay-Lussac):Numa reao entre gases podemos ler as propores em mols como se fossem os volumes (L). Nesse exemplo a proporo em mols de:

O esquema a seguir mostra as possveis relaes entre as quantidades de reagentes e produtos:

LEITURA DA PROPORO EM MOLS

Conhecendo as propores em mols, possvel montar algumas regras de trs para relacionar as quantidades de reagentes e produtos.

Exemplos:

Baseado na proporo em mols fornecida pela equao qumica balanceada, temos:

1)Quantos mols de nitrognio so necessrios para produzir 10 mols de amnia?

a)Pela equao qumica balanceada temos que 1 mol de N2reage e forma 2 mols de NH3:

1 mol N2 2 mols NH3

b)Portanto, para produzir 10 mols de NH3sero necessriosxmols de N2:

x mol N2 10 mols NH3

c)Escrevendo mol de N2embaixo de mol de N2e mol NH3embaixo de mol NH3:

RESPOSTA: para produzir 10 mols de amnia so necessrios 5 mols de nitrognio (N2).

2) Quantos mols de hidrognio so necessrios para reagir com 0,5 mol de nitrognio?

a)Pela equao qumica balanceada temos que 1 mol de N2reage com 3 mols de H2:

1N2(g)+ 3 H2(g)2 NH3(g)

b)Portanto, para reagir com 0,5 mol de N2sero necessriosxmols de H2:

0,5 mol N2 x mol H2

c)

RESPOSTA: para reagir com 0,5 mol de nitrognio necessrio 1,5 mol de hidrognio (H2).

Dados para auxiliar as transformaes:

Porm,dependendo da pergunta do problema, alm da relao MOL com MOL podemos ter as relaes das quantidades de reagentes e produtos na forma de:

1. MASSA com MASSA2. VOLUME com VOLUME3. NMERO DE PARTCULAS com NMERO DE PARTCULAS

e outras variaes, tais como:

1. MOL com MASSA2. MOL com VOLUME3. MASSA com VOLUME

e assim por diante.

Portanto vamos apresentar uma tabela com as principais transformaes para relacionar as quantidades de reagentes e produtos de uma reao qumica.

Para quaisquer transformaes das quantidades, sempre utilizaremos as propores mols.OBS: PARA FAZER A TRANSFORMAO DA QUANTIDADE DE MATRIA (MOLS) PARA MASSA (g), VOLUME (L) OU NMERO DE PARTCULAS, SEMPRE VAMOS MULTIPLICAR OS COEFICIENTES ESTEQUIOMTRICOS (PROPORO EM MOLS) PELOS FATORES DE TRANSFORMAES CORRESPONDENTES.

Exemplos:

1)Para passar 1 mol de N2para massa em gramas, basta multiplicar o coeficiente 1 pela massa molecular ou molar do N2:

2)Para passar 2 mols de NH3para volume em litros nas CNTP, basta multiplicar o coeficiente 2 pelo volume molar de um gs nas CNTP:

3)Para passar 3 mols de H2para nmero de molculas, basta multiplicar o coeficiente 3 pelo nmero de Avogadro:

PROCEDIMENTO PARA RESOLVER EXERCCIOS DE CLCULO ESTEQUIOMTRICO.

A)Escrever a equao da reao qumica;

B)Acertar os coeficientes (fazer o balanceamento = igualar o nmero de tomos);

C)Obter a PROPORO EM MOLS atravs dos coeficientes estequiomtricos.

Exemplo:

A) Escrever a equao da reao de obteno da amnia.

B) Acertar os coeficientes (balanceamento).

Fazendo o balanceamento, os nmeros de tomos de nitrognio e hidrognio antes e depois da flecha so iguais.

C) Obter a PROPORO EM MOLS atravs dos coeficientes estequiomtricos.

Obs.: ao fazer o balanceamento da equao, automaticamente obtemos os coeficientes estequiomtricos que vo nos fornecer a proporo em mols.

EXERCCIOS RESOLVIDOS COM REGRA DE TRS.

Exemplos de exerccios resolvidos

1)Um automvel consome 1 litro de gasolina a cada 8 quilmetros rodados, portanto, para percorrer 24 km sero necessrios quantos litros de gasolina?

Resoluo por regra de trs:

I)Com 1L de gasolina o automvel percorre 8km:1L 8 km

II)Ento para percorrer 24km precisar dexlitros de gasolina:x L 24 km

III)Vamos agora relacionar os itens I e II,escrevendo litro (L) embaixo de litro e quilmetro (km) embaixo de quilmetro:1 L 8 kmx L 24 km

Obs.:sempre escrever as unidades iguais uma embaixo da outra.

IV)Em seguida, faremos uma multiplicao em cruz, para efetuar os clculos.

Resposta:So necessrios 3 litros de gasolina para percorrer 24 km.

2)Experimentalmente verifica-se que 44g de gs carbnico (CO2) so formados a partir da combusto (queima) de 12g de carbono (C). Calcular a massa de gs carbnico produzida na queima de 0,6g de carbono.

Resoluo por regra de trs:

I)A partir de 12g de C so obtidos 44g de CO2:

II)Ento 0,6g de C produzir x g de CO2:

III)Relacionar os itens I e II escrevendog de Cembaixo deg de Ceg de CO2embaixo deg de CO2:

IV)Logo em seguida fazer uma multiplicao em cruz, para efetuar os clculos.

Resposta:A queima de 0,6g de C produzir 2,2g de CO2.EXERCCIOS EXTRAS.

Quando um reagente impuro ou a reao no se processa completamente por algum motivo, podemoscalcular o rendimento da reao ou o grau de pureza do reagente.

1)(CESGRANRIO/95) - A combusto de 36g de grafite (C) provocou a formao de 118,8g de gs carbnico. Qual foi o rendimento da reao? (C = 12u; O = 16u).

a) 50%b) 60%c) 70%d) 80%e) 90%

RESOLUO:Uma reao de combusto (queima), significa reao com gs oxignio (O2).

Clculos das Massas Moleculares:

Escrevendo a equao qumica balanceada temos as seguintes propores em mols:

Clculo da massa de gs carbnico como se o rendimento fosse 100%:

Foi produzida uma massa de 118,8g de gs carbnico, ser necessrio montar outra regra de trs para calcular o rendimento da reao, admitindo que se tivssemos a formao de 132g de gs carbnico o rendimento teria sido de 100%.

Alternativa: E

2)(U.E. MARING/96) - Quantas toneladas de xido de clcio (CaO) sero produzidas atravs da decomposio de 100 toneladas de carbonato de clcio com 90% de pureza?(Ca = 40u; O = 16u; C = 12u).

a) 40,0 tb) 56,0 tc) 62,2 td) 50,4 te) 90,0 t

RESOLUO:

Equao qumica balanceada; transformaes da proporo em mols para massa em gramas:

Montagem da regra de trs para clculo da massa em gramas de CaO produzida, admitindo-se uma pureza de 100% em carbonato de clcio.Lembrete:1 tonelada = 1000kg = 106g

Converso de 100 toneladas de carbonato de clcio para gramas: 100.106g de CaCO3.

Como o grau de pureza do carbonato de clcio de 90%, vamos montar outra regra de trs para calcular a massa realmente produzida pela decomposio do CaCO3.

RESPOSTA: Alternativa D

Texto para as questes 3 e 4Quando o exerccio fornecer as quantidades de dois reagentes, provavelmente haver um deles que estar em excesso, ou seja, nem toda a massa que for colocada para reagir, efetivamente ir reagir. De um modo mais simples, podemos dizer que: se pela proporo em mols, 10g de A reage com 7g de B, no adianta nada colocar 12g de B para reagir com os 10g de A, pois haver um excesso de 5g de B. A partir da, dizemos que oreagente Bestem excesso; e o reagente A oreagente limitante, pois limita a quantidade de B que pode ser colocado para reagir.

3)Numa reao de neutralizao, 10,00g de cido sulfrico so adicionados a 7,40g de hidrxido de clcio. Sabe-se que um dos reagentes est em excesso. Aps completar a reao, restaro:

H2SO4+ Ca (OH)2CaSO4+ 2 H2O

Dados: M. molares (g/mol): H2SO4= 98; Ca(OH)2= 74 e CaSO4= 136.

a) 0,02g de H2SO4b) 0,20g de H2SO4c) 0,26g de Ca(OH)2d) 2,00g de H2SO4e) 2,00g de Ca(OH)2

RESOLUO:

Clculo da massa efetiva de cido sulfrico que vai reagir com 7,40g do hidrxido de clcio.

Como a massa de cido a ser adicionada de 10g e ir reagir 9,8g, podemos dizer que o cido est em excesso e o hidrxido de clcio o reagente limitante.

Clculo da massa em excesso de cido: (10 9,8) = 0,2g

RESPOSTA: Alternativa B

4)Qual a massa de sulfato de clcio produzida pela reao de neutralizao apresentada?

Resoluo:

Para efetuar o clculo da massa de sulfato podemos partir tanto da massa do cido quanto da massa da base, porm ao utilizar a massa do cido, tomar o cuidado de observar que existe 0,2g em excesso, portanto, ao invs de usar 10g vamos utilizar 9,8g de cido.

RESPOSTA: A massa de sulfato de clcio de 13,6gRELAO MASSA X MOLCULA .

1) Na reao completa de 14g de N2, qual o nmero de molculas de H2obtidas?

RESPOSTA: O nmero de molculas 9,0 . 1023molculas H2.

2)Quando so produzidos 340g de NH3, qual o nmero de molculas de H2consumido?

RESPOSTA: O nmero de molculas x = 18 . 1024molculas H2ou x = 1,8 . 1025molculas H2.

3)Dada a reao de decomposio do carbonato de clcio - (calcreo, mrmore) e as massas molares em g/mol, responda os itens a seguir:

Equao qumica: CaO3(s)CaO(s)+ CO2(g)

Massas Molares: CaCO3= 100; CaO = 56; CO2= 44

Pela equao qumica balanceada temos as seguintes propores em mols:

1 mol CaCO3decompe-se e forma 1 mol CaO e 1 mol CO2:

a)Qual a massa de necessria para se obter 28g de CaO?

RESOLUO:

Relao entre Massa CaCO3com Massa de CaO.Temos que transformar a proporo em mols em gramas de CaCO3e gramas de CaO.

RESPOSTA: Para obter 28g de CaO sero necessrios 50g de CaCO3.

b)Se fossem usados 300g de CaCO3, qual seria o volume de CO2(considerando que as condies so as das CNTP)?

RESOLUO:

Relao entre Massa CaCO3com Volume de CO2nas CNTP.Temos que transformar a proporo em mols em gramas de CaCO3e litros de CO2.

RESPOSTA: O volume de gs carbnico produzido a partir da decomposio de 300g de calcreo de 67,2 litros.

c)Quantas molculas de CO2so obtidas quando so usados 150g de CaCO3?

RESOLUO:

Relao entre Molculas de CO2com Massa de CaCO3.Temos que transformar a proporo em mols em molculas de CO2e gramas de CaCO3.

RESPOSTA: Sero obtidas 9,0 x 1023molculas CO2, a partir de 150g de CaCO3.RELAO MASSA X VOLUME.

1) Ao reagir 18g de H2, qual o volume de NH3obtido nas CNTP?Dado: Volume molar (CNTP) = 22,4 litros

RESPOSTA: O volume 134,4L NH3.

2)Qual o volume de gs hidrognio consumido nas CNTP, quando produzido 340g de amnia?

RESPOSTA: O volume de 672L H2.RELAO MASSA X MASSA

Dada a reao de formao de amnia gasosa, responda as questes de 1 a 6:1 N2(g)+ 3 H2(g)2 NH3(g)

1)Qual a massa, em gramas de NH3obtida, quando colocamos 18g de H2para reagir?

RESOLUO:

RESPOSTA: A massa obtida 102g NH3.

2)Qual a massa, em kg de NH3obtida, quando reagem 280g de N2? (Obs: 1kg = 1000 gramas)

RESOLUO:

Para dar a resposta em kg, basta dividir o resultado, em gramas, por 1000:

RESPOSTA: A massa obtida, em kg, 0,340 kg NH3.www.matematicapura.com.br