21
Estequiometria Cálculos com fórmulas e equações químicas Professor Joseval Estigaribia

Ana nery estequiometria básica

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Ana nery    estequiometria básica

EstequiometriaCálculos com fórmulas e equações

químicas

Professor Joseval Estigaribia

Page 2: Ana nery    estequiometria básica

Temas abordados

• Equações químicas;

• Reatividade química;

• Massa atômica e massa molecular;

• O mol;

• Fórmulas mínimas a partir de análises;

• Informações quantitativas a partir de equações balanceadas;

• Reagentes limitantes.

Page 3: Ana nery    estequiometria básica

Introdução

• Estequiometria ou cálculo estequiométrico é o estudo das relações quantitativas de reagentes e produtos

• Baseado nas leis:

– Lei da conservação da massa (Lavoisier)

– Lei das proporções definidas (Proust)

Page 4: Ana nery    estequiometria básica

Equações Químicas

• Reagentes – Substâncias iniciais que provocam uma reação e encontram-se à esquerda na equação.

• Produtos – Resultado da reação e encontra-se à direita na equação.

H2(g) + ½ O2(g) H20(g) (x2)

2 H2(g) + O2(g) 2 H20(g)

Page 5: Ana nery    estequiometria básica

Lavoisier & Proust• Lei da conservação das massas:

Usando uma balança, Lavoisier determinou a massa do recipiente fechado antes e após uma reação química, e concluiu que “a massa final de um recipiente fechado onde se processa uma reação química é sempre igual á sua massa inicial”. Ex.:água hidrogênio + oxigênio18 g 2 g 16 gREAGENTE P R O D U T O S

• Lei das proporções constantes:Partindo do trabalho de Lavoisier, Proust descobriu que as substâncias compostas tem composição fixa. Ele percebeu que a massa de oxigênio na decomposição da água é sempre 8 vezes maior que a massa de hidrogênio, uma proporção constante. Então a decomposição de 100 g de água gera 11,11 g de hidrogênio e 88,89 g de oxigênio (1/9 H2 e 8/9 O2). Na decomposição do gás carbônico:CO2 (g) C (g) + O2 (g)44 g 12 g 32 g

12/44 32/443/11 (0,277) 8/11 (0,7272)

Estabeleceu Proust que: “a composição química das substâncias compostas é sempre constante, não importando a sua origem”.

Page 6: Ana nery    estequiometria básica

Tipos de reatividade

Reação de combinação e decomposição

Page 7: Ana nery    estequiometria básica

Tipos de reatividade

Page 8: Ana nery    estequiometria básica

Tipos de reatividade

Combustão: Reação química exotérmica entre uma substância e um gás, geralmente o

oxigênio, para liberar calor.

CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O + calor

Page 9: Ana nery    estequiometria básica

Massa atômica e massa molecular

• Massa atômica: massa de um átomo relativo à unidade de massa atômica u (1/12 da massa do isótopo carbono-12, 12C).

• Massa molecular: massa de uma molécula de uma substância relativa à unidade de massa atômica u (1/12 da massa do isótopo carbono-12, 12C).

Page 10: Ana nery    estequiometria básica

Massa atômica e massa molecular

• Massa molecular de uma fórmula: soma das massas atômicas dos átomos da fórmula.

MM(H2SO4) = 2(MA do H) + (MA do S) + 4(MA do O)= 2(1,0 u) + (32,1 u) + 4(16,0 u)= 98,1 u

Page 11: Ana nery    estequiometria básica

Mol

• Origem: palavra latina moles (porção, quantidade)

• É a unidade utilizada para relacionar um número grande de quantidade de matéria com as respectivas entidades químicas (átomos, moléculas, íons ou aglomerados destes).

1 mol = 6,0221367 x 10²³ partículas

Page 12: Ana nery    estequiometria básica

Mol

• Massa Molar: é a massa em gramas de 1 mol de substância (unidades g/mol, g.mol-1)

• A massa de 1 mol de átomos de 12C = 12 g

Page 13: Ana nery    estequiometria básica

Mol

• Conversões entre massas, mols e número de partículas;

Page 14: Ana nery    estequiometria básica

Fórmula mínima a partir de análises

• A fórmula mínima trata de uma proporção entre a quantidade de cada átomo de uma molécula.

• Exemplo: C2H6 -> Fórmula Molecular do EtanoCH3 -> Fórmula mínima

• A fórmula molecular pode ser obtida através damultiplicação dos índices de cada elemento por umaconstante de proporcionalidade.

C(1x2)H(3x2)

Page 15: Ana nery    estequiometria básica

Fórmula mínima a partir de análises

Page 16: Ana nery    estequiometria básica

Fórmula mínima a partir de análises

• A análise por combustão tem a finalidade de descobrir também a fórmula empírica através das massas de CO2, H2O e NO2.

Page 17: Ana nery    estequiometria básica

Informações quantitativas a partir de equações balanceadas

• Os coeficientes de uma equação balanceada mostram as relações estequiométricas entre os componentes desta reação.

• Com essa equivalência estequiométrica pode-se deduzir a quantidade do produto através do reagente e vice-versa.

• Exemplo: 2H2(g) + O2(g) 2 H2O(l)

• No exemplo, as grandezas 2 mols de H2, 1 mol de O2 e 2 mols de H2O são quantidades estequiometricamente equivalentes.

Page 18: Ana nery    estequiometria básica

Informações quantitativas a partir de equações balanceadas

Esquema do cálculo da massa de um reagente consumido ou de um produto formado numa reação, a partir da massa de um outro reagente ou

outro produto.

Page 19: Ana nery    estequiometria básica

Reagentes limitantes

• O reagente limitante de uma reação química é o reagente que se encontra presente em menor quantidade relativa ou seja, o que é primeiramente consumido.

Ex: 2H2 + O2 2H2O

• Se tivermos 2 mols de H2 e 2 mols de O2, H2 será limitante e sobrará excesso de 1 mol de O2.

Page 20: Ana nery    estequiometria básica

Reagentes limitantes

Page 21: Ana nery    estequiometria básica

Reagentes limitantes

• Rendimento real de um produto – massa obtida no final da reação, medida em gramas, ou quantidade de matéria, medida em mols

• Rendimento teórico – é a massa que deveríamos obter se não houvessem perdas ou produtos secundários (quantidade calculada com base numa equação química)

RENDIMENTO PERCENTUAL = RENDIMENTO REAL x 100 %RENDIMENTO TEÓRICO