Calculos Estequiometricos 5j63l

Calculo estequiométrico

Profº Welisson S. Ferreira

Calculo estequiométrico 1- Regras fundamentais: 1.1- Escrever a equação química do problema; 1.2- Balancear ou acertar os coeficientes; 1.3- Estabelecer uma regra de três, com o que é pedido: massa, volume, mols, moléculas, íons, ...

Síntese da amônia (NH3) Relações

1 N2(g)

+

3 H2(g)



2 NH3(g)

MASSA

28 g

+

6 g (3 . 2g)



34 g (2 . 17g)

VOLUME

1 . 22,4 L

+

3 . 22,4 L



2 . 22,4 L

MOL

1 mol

+

3 mols



2 mols

2- Casos gerais de calculo estequiométrico 2.1- Quando o dado e a pergunta são expressos em massa. Exemplo: Calcular a massa de óxido cúprico obtida a partir de 2,54g de cobre metálico (massa atômicas: O = 16; Cu = 63,5). a) Equação balanceada:

2 Cu(s) + O2(g) 2 CuO(s)

b) Informação da equação: 2 mols de Cu(s) produzem 2 mols de CuO(s)

2 . 63,5g ---------- 2 . 79,5g 2,54g ---------- x g x = 3,18g de CuO

2- Casos gerais de calculo estequiométrico 2.2- Quando o dado é expresso em massa e a pergunta em volume (ou vice-versa). Exemplo: Calcular o volume de gás carbônico obtido, nas condições normais de pressão e temperatura por calcinação de 200g de carbonato de cálcio (C = 12; O = 16; Ca = 40). a) Equação balanceada: b) Informação da equação:

CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 1 mols de CaCO3 produz 1 mol de CO2

100g de CaCO3 ---------- 22,4L de CO2 (CNTP) 200g de CaCO3 ---------- V V = 44,8L de CO2 (CNTP)

2- Casos gerais de calculo estequiométrico 2.3- Quando o dado e a pergunta são expressos em volume. Exemplo: Um volume de 15L de hidrogênio, medidos a 15ºC e 720 mmHg, reage completamente com cloro. Qual é o volume de HCl produzido na mesma temperatura e pressão? a) Equação balanceada:

H2(g) + Cl2(g) 2 HCl(g)

b) Informação da equação: 1 volume de H2 produz 2 volumes de HCl

1 L de H2 ---------- 2 L de HCl 15L de H2 ---------- V de HCl V = 30L de HCl (a 15ºC de 720 mmHg)

2- Casos gerais de calculo estequiométrico 2.5- Quando o dado é expresso em massa e a pergunta em número de partículas (ou vice-versa). Exemplo: Quantas moléculas de gás carbônico podem ser obtidas pela queima completa de 4,8g de carbono puro? a) Equação balanceada: b) Informação da equação:

C(s) + O2(g) CO2(g) 1 mol de C produz 1 mol de CO2

12g de C ---------- 6,02 . 1023 moléculas 4,8g de C ---------- x X = 2,4 . 1023 moléculas de CO2

2- Casos gerais de calculo estequiométrico 2.6- Havendo duas ou mais perguntas. Exemplo: Quais são as massas de ácido sulfúrico e hidróxido de sódio necessárias para preparar 28,4g de sulfato de sódio? (H = 1; O = 16; Na = 23; S = 32)

Efetuando dois cálculos estequiométricos separadamente: a) Para obter a massa de ácido sulfúrico: H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2 H2O(l) 98g -------------------- 142g x -------------------- 28,4g

x = 19,6g de H2SO4

b) Para obter a massa de hidróxido de sódio: H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2 H2O(l) 2 . 40g -------------- 142g Y -------------------- 28,4g

Y = 16g de NaOH

Uma outra maneira de resolver o problema é transformar a quantidade dada para mols, usando-a para obter as respostas pedidas. NO caso, foram dadas 28,4g de sulfato de sódio, que correspondem a: n = m = 28,4 MM 142



n = 0,2 mol de Na2SO4

a) Equação balanceada: H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) Na2SO4(aq) + 2 H2O(l) 1 mol 0,2 mol

+ +

m = n.MM m = 0,2.98 m = 19,6g de H2SO4

2 mols 0,4 mol



1 mol 0,2 mol

m = n.MM m = 0,4 . 40 m = 16,0 g de NaOH

+ 2 mols + 0,4 mol

3- Casos particulares de cálculos estequiométricos 3.1- Quando aparecem reações consecutivos Qual é a massa de H2SO4 produzida a partir de 8 toneladas de enxofre? S(s) + O2(g) SO2 (g) SO2 (g) + ½ O2 (g) SO3 (g) SO3 (g) + H2O(l) H2SO4 (aq) S(s) + 3/2 O2 (g) + H2O(l)

32 t --------------------- 98 t 8 t --------------------- x

H2SO4(aq)

X = 24,5 t de H2SO4(aq)

3- Casos particulares de cálculos estequiométricos 3.2- Quando são dadas as quantidades de dois (ou mais) reagentes

Misturam-se 147g de ácido sulfúrico e 100g de hidróxido de sódio para que reajam segundo a equação abaixo: H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) Na2SO4 (aq) + 2 H2O(l) Pede-se calcular: a) A massa de sulfato de sódio formada; b) A massa de reagente que sobra (em excesso) após a reação. 98g de H2SO4 ---------- 2 . 40g de NaOH 147g de H2SO4 -------- x 98g de H2SO4 ---------- 2 . 40g de NaOH Y ---------- 100g de NaOH

X = 120g de NaOH ????? Y = 122,5g de H2SO4

Agora isso é possível, e significa que os 100g de NaOH dados no problema reagem com 122,5g de H2SO4. Como temos 147g de H2SO4, sobrarão ainda 24,5g de H2SO4, o que responde a pergunta ‘b’ do problema.

3- Casos particulares de cálculos estequiométricos 3.2- Quando são dadas as quantidades de dois (ou mais) reagentes

Misturam-se 147g de ácido sulfúrico e 100g de hidróxido de sódio para que reajam segundo a equação abaixo: H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) Na2SO4 (aq) + 2 H2O(l) Pede-se calcular: a) A massa de sulfato de sódio formada; b) A massa de reagente que sobra (em excesso) após a reação.

H2SO4(aq) + 2 NaOH(aq) Na2SO4 (aq) + 2 H2O(l) 2 . 40g ----------------- 142g 100g ----------------- z Z = 177,5g de Na2SO4

3- Casos particulares de cálculos estequiométricos 3.3- Quando os reagentes são substâncias impuras Uma amostra de calcita, contendo 80% de carbonato de cálcio, sofre decomposição quando submetida a aquecimento, segundo a equação abaixo: CaCO3(s) CaO CaO(s) (s) + CO2(g) Qual a massa de óxido de cálcio obtida a partir da queima de 800g de calcita? 100g de calcita ------------ 80g de CaCO3 800g de calcita ------------ x

X = 640g de CaCO3 puro

Note que é apenas essa massa (640g de CaCO3 puro) que irá participar da reação. Assim, teremos o seguinte calculo estequiométrico: CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g) 100g ------------------- 56g 640g ----------------y Y = 358,4g de CaO

3- Casos particulares de cálculos estequiométricos 3.3- Quando os reagentes são substâncias impuras Deseja-se obter 180L de dióxido de carbono, medidos nas condições normais, pela calcinação de um calcário de 90% de pureza. Qual é a massa de calcário necessária? CaCO3(s) CaO CaO(s) (s) + CO2(g) 100g --------------------------- 22,4 L (CNTP) X -------------------------------- 180L (CNTP) X = 803,57g de CaCO3 puro. A seguir, um calculo de porcentagem nos informará a massa de calcário impuro que foi pedida no problema: 100g de calcário impuro ---------------------- 90g de CaCO3 puro Y --------------------------------------------------- 803,57g de CaCO3 puro Y = 892,85g de calcário impuro