Mdulo ii unidade 2 contedo

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  • 1. Mdulo II Unidade 2: Clculo Estequiomtrico 1. INTRODUO: POR QUE ESTUDAR CLCULO ESTEQUIOMTRICO? Para iniciar os estudos referentes a esta unidade, voc j dever ter condies de dominar os conhecimentos verificados nas unidades: Estrutura da Matria, podendo identificar substncias puras e misturas e reconhecer tomos, molculas e ons; e Reaes Qumicas Inorgnicas, sendo capaz de escrever qualquer tipo de reao qumica com os coeficientes estequiomtricos devidamente calculados. Voc precisa reconhecer as substncias por meio de suas frmulas qumicas e escrever equaes qumicas devidamente balanceadas.Ao trmino desta unidade, voc dever ter todas as condies de encontrar, teoricamente, a quantidade de reagentes a serem usados em uma reao, prevendo a quantidade de produtos que sero obtidos em condies determinadas.O clculo estequiomtrico visa determinar as quantidades em massa, nmero de mols, nmero Lembre-se que as reaes de tomos, e molculas ou volume de substnciasqumicas podem ser expressas envolvidas numa reao qumica a partir da reaoda seguinte forma: correspondente.REAGENTES PRODUTOS de extrema importncia no laboratrio e na indstria, pois permite que se calcule, teoricamente a quantidade de reagentes a serem usados em uma reao prevendo a quantidade de produtos que sero obtidos em condies determinadas.Esses conhecimentos so utilizados diariamente sem que percebamos. Quando se prepara um bolo, os seus ingredientes devem ser misturados em quantidades apropriadas. Se as quantidades no forem respeitadas, podem ocorrer surpresas desagradveis.O clculo das quantidades das substncias envolvidas numa reao qumica chamado ESTEQUIOMETRIA, palavra derivada do grego STOIKHEON, quesignifica partes mais simples, e MTRON, que significa medida, o qu emqumica, : clculo das quantidades das substncias envolvidas em uma reaoqumica.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 por meio 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.57

2. Mdulo II Unidade 2: Clculo Estequiomtrico 2. QUAIS SO AS LEIS PONDERAIS? Segundo o Dicionrio Quimicamente Falando do prof. Rossetti, Leis ponderais so leis das combinaes qumicas baseadas nas massa das substncias que se combinam e podem ser expressas por porcentagem (%). So as leis de Lavoisier, de Proust, de Dalton e de Richter-Wenzel. (http://www.rossetti.eti.br/dicuser/detalhe.asp?vini=12&vfim=12&vcodigo=2589)2.1 LAVOISIER E A LEI DA CONSERVAO DAS MASSASQuem foi Lavoisier? Nasceu em Paris, em 1743. Filho defamlia rica estudou matemtica, astronomia, qumica, fsica,botnica e geologia. Aos 25 anos de idade ingressou naacademia de cincias da Frana, que j o havia premiado porseu trabalho relatrio sobre o melhor sistema de iluminao deParis. Exerceu vrios cargos pblicos: coletor de impostos(1779), membro da comisso francesa de agricultura (1785),suplente de deputado (1789), membro da comisso de pesos emedidas (1790) e secretrio do tesouro (1791).Lavoisier foi um dos maiores cientistas do sculo XVIII e, por www.historiechimie.frre.frseus trabalhos experimentais, considerado um dosfundadores da qumica moderna. Com a sua lei deconservao das massas, Lavoisier pronunciou a clebrefrase: Na natureza nada se cria, nada se perde; tudo setransforma. Suas idias so apresentadas num livro famosoque publicou em 1789, denominado Tratado Elementar deQumica. Devido s suas ligaes com o regime polticoanterior, Lavoisier foi condenado pela revoluo francesa eexecutado na guilhotina em 08 de maio de 1794, aos 51 anosde idade.A freqente utilizao da balana pode ser considerada uma das principais caractersticas do trabalho de pesquisa de Lavoisier. Isso o levou descoberta da importncia fundamental da massa da matria em estudos qumicos, o que fez concluir que a soma das massas dos reagentes igual soma das massas dos produtos de uma reao, ou seja, a famosa "Lei da conservao das massas".Num sistema fechado, a massa total dos reagentes igual massa total dos produtos.58 3. Mdulo II Unidade 2: Clculo Estequiomtrico Exemplo:CaO + H2OCa(OH)256g 18g74g 74g74gmassa do reagente massa do produto importante perceber que, introduzindo o uso sistemtico da balana nas experincias qumicas, Lavoisier deu uma nova dimenso ao estudo da qumica: O aspecto quantitativo dos fenmenos qumicos.Curiosidade: Devido aos estudos de Lavoisier, ficou conhecida uma frase que usada universalmente, em qualquer situao, que a seguinte: Na naturezanada se cria, nada se perde, tudo se transforma. 2.2 LEI DE DALTON OU LEI DAS PROPORES MLTIPLAS JOHN DALTON Quem foi Dalton? Nasceu em 05 de setembro de 1766, na(1766-1844)aldeia de Eaglesfield, em Cumberland, Inglaterra. Sua famlia era muito pobre e sua educao sistemtica terminou aos 11 anos. Com a ajuda de protetores poderosos comeou a carreira de professor aos 12 anos, lecionando matemtica na Quakers School, em sua cidade natal. Em 1793, estabeleceu-se definitivamente na cidade de Manchester, Inglaterra, onde lecionou matemtica, fsica, qumica e meteorologia. www.chimie.scola.ac-paris.frEm 1794, aps numerosas observaes, Dalton descreveu uma anomalia congnita da viso, que se caracteriza pelo fato de uma pessoa no distinguir corretamente entre as cores vermelho e verde (menos freqentemente, essa pessoa se atrapalha com outras cores). Tal deficincia que o prprio Dalton portava, passou a ser conhecida como daltonismo. Entre 1803 e 1804, estabeleceu as bases da teoria atmica, que foram detalhadas, 1808 em seu livro Novo sistema de filosofia qumica, alm disso, ele estudou a composio de diferentes xidos de nitrognio em que pde estabelecer a lei das propores mltiplas, ele estudou tambm o comportamento dos gases. Tornou-se em 1810, membro da sociedade cientfica mais importante na Inglaterra, a Royal Society, recebeu muitas homenagens ao longo de sua vida vindo a falecer em Manchester, em 1844.59 4. Mdulo II Unidade 2: Clculo Estequiomtrico Mudando-se a reao qumica, se a massa de um participante permanecer constante, a massa do outro reagente s poder variar segundo valores mltiplos. Exemplo: C + O2CO2 3g 8g 11g 2C + O22CO6g 8g 14gEssas duas reaes diferentes formaram produtos diferentes (CO2 e CO). Verifique, porm que para a mesma massa de oxignio (O2 8g), a massa de carbono (C) dobrou de 3g para 6g. 2.3 LEI DE PROUST OU LEI DAS PROPORES DEFINIDAS JOSEPH LOUIS Quem foi Proust? Nasceu em Angers, Frana em 29 de PROUST (1754-1826) setembro de 1754, sendo, portanto, compatriota econtemporneo de Lavoisier. Filho de um farmacutico estudouqumica e farmcia, tornando-se chefe da farmcia do hospitalde Salptrire, em Paris, onde realizou trabalhos sobre a urina, ocido fosfrico e o alumn.Em 1789, fugindo da revoluo francesa mudou-se paraEspanha onde lecionou nas academias de Segvia e Salamanca etrabalhou nos recm-instalados laboratrios do rei Carlos IV,em Madri. Em 1808 o laboratrio onde trabalhava foi destrudopor tropas francesas que haviam invadido a Espanha forandoProust a retornar para Frana. Em 1801, formulou sua famosa lei das propores definidas,que foi duramente combatida por outro eminente qumicofrancs, Claude Louis Berthollet, finalmente em 1808,reconheceu-se que a razo estava com Proust, e sua lei semdvida, ajudou a fortalecer, na qumica, a idia do tomo deDalton. Por seus trabalhos cuidadosos de purificao e anlisede compostos qumicos, Proust considerado um dosfundadores da anlise qumica. Em 1816, Proust foi eleito para aacademia de cincias da Frana, e logo depois se retirou parasua cidade natal, Angers, onde faleceu em 5 de julho de 1826.Uma determinada substncia, qualquer que seja sua origem, sempre formada pelos mesmos elementos qumicos, combinados na mesma proporo em massa. 60 5. Mdulo II Unidade 2: Clculo Estequiomtrico Exemplo:C + O2CO2 3g 8g 11g 6g 16g22g 9g24g 33gVeja que na segunda linha todas as massas dobraram, na terceira linha todas as massas triplicaram e assim por diante. Nesse caso a matemtica nos diz que embora os nmeros variem, a proporo entre eles permanece constante. 3. QUAIS SO AS UNIDADES DE MEDIDA MAIS UTILIZADAS EM QUMICA PARA SE FAZER CLCULOS ESTEQUIOMTRICOS?Medir uma grandeza significa compar-la com outra de mesma espcie, escolhida como unidade de medida. Aprenderemos agora como se determinam as massas relativas dos tomos. 3.1 MASSA ATMICA (MA)Para medir a massa de um tomo devemos em primeiro lugar, estabelecer a unidade de medida. A IUPAC (Unio Internacional de Qumica Pura e Aplicada sigla do nome em ingls), estabeleceu como padro de unidade de massa atmica a 12a parte do carbono 12(6C12). Unidade de massa atmica (u) igual a 1/12 da massa de um tomo do istopomais abundante do carbono 6C12. Assim, quando dizemos que a massa do tomo de enxofre 32 u.m.a. (unidade de massa atmica), estamos dizendo que a massa do enxofre 32 vezes maior que 1/12 da massa do carbono.Massa atmica o nmero que indica quantas vezes a massa de um tomo maior que a massa de um u.m.a.OBSERVAES:1) Como encontramos na natureza vrios istopos, para um mesmo elemento qumico, estabeleceu-se que a massa atmica de um elemento dada pela mdia ponderada das massas atmicas de seus istopos.61 6. Mdulo II Unidade 2: Clculo Estequiomtrico APLICAO: O cloro encontrado na natureza na forma de dois istopos, Cl35 de MA= 34,969u e Cl37 de MA= 36,966 u, na seguinte abundancia 75,4% e 24,6%, respectivamente, assim, a massa atmica do cloro ser: MA= 34,969x75,4 + 36,966x24,6 100 MA=35,460 u, arredonda-se para: MA= 35,5 u2) Preste ateno para no confundir massa atmica com nmero de massa. O nmero de massa um nmero inteiro, positivo, definido como a soma do nmero de prtons (Z) e do nmero de nutrons (N), ou seja, A=Z+N. 3.2 MASSA MOLECULAR (MM)Sendo a molcula um grupo de tomos, para determinar a massa molecular, bas