processos industriais inorg‚nicos prof. mba renato mariano qumica industrial i - unilins

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  • PROCESSOS INDUSTRIAIS INORGNICOS Prof. MBA Renato Mariano QUMICA INDUSTRIAL I - UNILINS
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  • ESTEQUIOMETRIA DAS REAES QUMICAS REVISO 01
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  • AS REAES QUMICAS Uma reao qumica significa uma transformao de uma substncia em outras. As substncias que iniciam uma reao qumica so chamadas reagentes, enquanto que aquelas que so obtidas so chamadas produtos da reao. Diz-se ento que os reagentes so transformados nos produtos.
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  • E STEQUIOMETRIA PRINCIPIO BSICO Uma equao qumica a descrio global da reao qumica. Nela, constam as frmulas das substncias reagentes e dos produtos formados. Reagentes Produtos O clculo das quantidades das substncias envolvidas numa reao qumica chamado ESTEQUIOMETRIA palavra derivada do grego stoicheia = partes mais simples e metreim = medida.
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  • E STEQUIOMETRIA PRINCIPIO BSICO Para efetuarmos os clculos estequiomtricos, devemos conhecer as propores existentes entre os elementos que formam as diferentes substncias. Estas propores so perceptveis pelo conhecimento das frmulas das substncias
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  • E STEQUIOMETRIA PRINCIPIO BSICO Tipos de Frmulas: Frmula Percentual; Frmula Mnima ou Emprica; Frmula Molecular.
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  • F RMULA PERCENTUAL Indica a porcentagem, em massa, de cada elemento que constitui a substncia. EXEMPLO: Por exemplo, sabendo que a frmula molecular do metano CH4 e que as massas atmicas do carbono e do hidrognio so, respectivamente, 12 e 1, temos:
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  • Assim, na massa molecular igual a 16, o carbono participa com 12 e o hidrognio com 4. Logo: Desse modo, temos: C75% H25%
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  • F RMULA MNIMA I ndica a menor proporo, em nmeros inteiros de mol, dos tomos dos elementos que constituem uma substncia. EXEMPLO: Uma amostra contm 2,4 g de carbono e 0,6 g de hidrognio (Dados: massas atmicas: C = 12, H = 1). Para determinar a frmula mnima do composto, devemos inicialmente calcular o nmero de mol (n) de tomos de cada elemento.
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  • Em seguida devemos determinar as menores propores possveis, em nmeros inteiros: Assim, a frmula mnima CH 3.
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  • F RMULA MOLECULAR Indica o nmero real de tomos de cada elemento na molcula Em alguns casos, a frmula molecular igual frmula mnima; em outros, porm, um mltiplo inteiro da frmula mnima. frmula molecular = (frmula mnima)n em que n inteiro.
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  • ESTEQUIOMETRIA DAS REAES QUMICAS As bases para o estudo da estequiometria das reaes qumicas foram lanadas no sculo XVIII por cientistas que conseguiram expressar matematicamente as regularidades que ocorrem nas reaes qumicas, atravs das Leis das Combinaes Qumicas. Essas leis foram divididas em dois grupos: Leis ponderais: relacionam as massas dos participantes de uma reao. Lei volumtrica: relaciona os volumes dos participantes de uma reao.
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  • L EIS P ONDERAIS Lei da conservao das massas (Lavoisier - 1775) Num sistema fechado, a massa total dos reagentes igual massa total dos produtos.
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  • L EIS P ONDERAIS Lei das propores constantes (Louis Proust 1799) Toda substncia apresenta uma proporo em massa constante na sua composio.
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  • L EI VOLUMTRICA DE G AY -L USSAC 1808 Nas mesmas condies de presso e temperatura, os volumes dos gases participantes de uma reao qumica tm entre si uma relao de nmeros inteiros e pequenos.
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  • RELACIONANDO QUANTIDADES importante saber a quantidade de produto que pode ser obtida a partir de uma determinada quantidade de reagentes.; O objetivo econmico de toda indstria que envolve processos qumicos produzir substncias em quantidade suficiente, usando a menor quantidade possvel de reagentes e com o menor custo, obtendo, assim, a melhor relao custo/benefcio. Em Qumica, as relaes em massas, volumes e mesmo em quantidade de energia so denominadas clculos estequiomtricos.
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  • OS COEFICIENTES E A QUANTIDADE DE SUBSTNCIA (MOL) As equaes qumicas nos mostram a proporo em nmero de molculas, segundo a qual as substncias reagem e se formam. Entretanto, quando estamos num laboratrio ou numa indstria, trabalhamos com quantidades de substncia medidas em massa (g, kg, ton).
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  • Vejamos, por exemplo, a reao que permite produzir amnia (NH3): Essa concluso, de grande importncia, mostra que os coeficientes de cada substncia, numa equao balanceada, correspondem aos nmeros de mol de cada um dos participantes.
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  • A quantidade de matria em mol pode ser expressa em outras grandezas, tais como: massa em gramas, volume de gases e, ainda, nmero de molculas.
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  • ATIVIDADES 1) (EEM-SP) Um cloreto de ferro hidratado (FeClx y H2O), de massa molecular 270,5, apresenta 20,6% de ferro e 39,4% de cloro, em massa. (Massas atmicas: Fe = 56; Cl = 35,5; H = 1; O = 16) a) Qual a porcentagem de gua nesse sal? b) Qual a frmula desse sal?
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  • 2) (Cesgranrio-RJ) A sntese da aspirina (cido acetil- saliclico) foi uma das maiores conquistas da indstria farmacutica. Sua estrutura : Determine a porcentagem, em massa de carbono, do hidrognio e do oxignio na aspirina. (Dados: massas molares (g/mol): C = 12, O = 16, H = 1)
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  • 3) (UNI-RIO) O etileno glicol, substncia muito usada como agente anticongelante em motores automotivos, um lcool e possui 38,7% de C, 9,7% de H e 51,6% de O. A frmula mnima deste composto : (Dados: massas atmicas: H = 1 u; C = 12 u; O = 16 u)
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  • 4) (Unicamp-SP) Sabe-se que 1,0 mol de um composto contm 72 g de carbono (C), 12 mol de tomos de hidrognio (H) e 12 10 23 tomos de oxignio (O). Admitindo-se o valor da Constante de Avogadro como sendo 6,0 1023 mol1 e com base na Classificao Peridica dos elementos, escreva: a) a frmula molecular do composto; b) a frmula mnima do composto; c) a frmula percentual do composto.
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  • 5) O acar comum, quando submetido a aquecimento, pode se transformar em carvo. Foram realizados dois experimentos cujos dados constam da tabela a seguir: Determine os valores de a, b e c.
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  • 6) A queima do carvo pode ser representada pela equao: carvo + oxignio gs carbnico Sabendo-se que 12 g de carvo reagem exatamente com 32 g de oxignio, pergunta-se: a) Qual a massa de gs carbnico produzida na reao? b) Qual a razo entre a massa de carvo e a de oxignio que reagiram? c) Se reagirmos 20 g de carvo com 32 g de oxignio, qual ser a quantidade de gs carbnico produzida?
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  • 7) A reao de decomposio da amnia pode ser representada pela equao: A decomposio de 500 L de NH3 produzir quantos litros de N2 e H2, nas mesmas condies de presso e temperatura?
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  • 8) (ENEM) O esquema a seguir ilustra o processo de obteno do lcool etlico a partir da cana-de-acar. Em 1996, foram produzidos no Brasil 12 bilhes de litros de lcool. A quantidade de cana-de-acar, em toneladas, que teve de ser colhida para esse fim foi aproximadamente:
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  • 9) (Acafe-SC) A combusto completa do metano (CH4) produz dixido de carbono (CO2) e gua. A resultado que representa o nmero de mol de CO2 produzido na combusto de 0,3 mol de CH4 :
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  • 10) (UFSM-RS) O mrmore (CaCO3) reage com o cido sulfrico formando o gesso (CaSO4), de acordo com a equao balanceada A massa de gesso formada pela reao de 25 g de mrmore com H2SO4 em quantidade suficiente ser: (Dados: CaCO3 = 100 g/mol; CaSO4 = 136 g/mol)
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  • 11) (Fuvest-SP) O alumnio obtido pela eletrlise da bauxita. Nessa eletrlise, ocorre a formao de oxignio que reage com os eletrodos de carbono utilizados no processo. A equao no-balanceada que representa o processo global : Para dois mol de Al2O3, quantos mol de CO2 e Al, respectivamente, so produzidos nesse processo?
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  • 12) (ITA-SP) Uma das maneiras de impedir que o SO2, um dos responsveis pela chuva cida, seja liberado para a atmosfera trat-lo previamente com xido de magnsio, em presena de ar, como equacionado a seguir: Quantas toneladas de xido de magnsio so consumidas no tratamento de 9,6 10 3 toneladas de SO2? (Dados: massas molares em g/mol: MgO = 40 e SO2 = 64)
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  • 13) (UFCE) Quando a nitroglicerina (C3H5N3O9) explode, todos os produtos so gases. Utilizando a equao da reao dada a seguir e os dados apresentados, calcule o volume total de gases, em litros, produzido nas condies normais de temperatura e presso, quando 454 g de nitroglicerina explodem. Indique a opo que apresenta o clculo correto do volume solicitado. (Dados: massa molar C3H5N3O9 = 227 g; volume molar nas CNTP = 22,4 L)
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  • 14) (UFRJ) A cebola, ao ser cortada, desprende SO2 que, em contato com o ar, transformase em SO3. Este gs, em contato com a gua dos olhos, transforma-se em cido sulfrico, causando grande ardor e, consequentemente, as lgrimas. Estas reaes esto representadas a seguir: Supondo que a cebola possua 0,1 mol de SO2 e sistema esteja nas CNTP, determine o volume de cido sulfrico produzido:
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  • 15) (Unesp-SP) As mscaras de oxignio utilizadas em avies contm superxido de potssio (KO2) slido. Q