By Lucien Silvano Alhanati

Resumos de química

Estequiometria

Página 01

011 - Conceito
Estequiometria é o estudo que permite o cálculo das relações quantitativas nas reações químicas.

Considere uma reação química onde os compostos A e B reagem entre si produzindo os compostos C e D.
Equilibrada a equação teremos:

aA + bB >>> cC + dD

O cálculo de quantidades desconhecidas de reagentes ou produtos é realizado estabelecendo-se a proporcionalidade com os coeficientes a, b, c e d.

012 - Relação entre massas

Exemplo:
Considere a reação:

Al2O3 + 3 H2SO4 >>> Al2(SO4)3  + 3 H2O
1 mol  3 mols  1 mol  3 mols
102g 294g 342g 54g

Algumas perguntas:
1) Qual é a quantidade de ácido sulfúrico necessária para produzir 500g de sulfato de alumínio?

Al2O3 + 3 H2SO4 >>> Al2(SO4)3  + 3 H2O
1 mol  3 mols  1 mol  3 mols
  294g 342g  
  xg 500g  

342.x = 500.294 >>> x = 429,8 g

2) Quantos mols de óxido de alumínio são necessários para reagir com 200 g de ácido sulfúrico?

Al2O3 + 3 H2SO4 >>> Al2(SO4)3  + 3 H2O
1 mol  3 mols  1 mol  3 mols
1 mol  294g    
x mols 200g    

294.x = 200.1 >>> x = 0,68 mols

013 - Relação entre massas e moléculas

Exemplo:
Considere a reação:

Al2O3 + 3 H2SO4 >>> Al2(SO4)3  + 3 H2O
1 mol  3 mols  1 mol  3 mols
102g 294g 342g 54g
1 A 3 A 1 A 3 A

Onde A é o Número de Avogadro  A = 6,02 x 10 23 moléculas

Algumas perguntas:
1) Quantas moléculas de ácido sulfúrico são necessárias para produzir 400g de sulfato de alumínio?

Al2O3 + 3 H2SO4 >>> Al2(SO4)3  + 3 H2O
1 mol  3 mols  1 mol  3 mols
  3 A 342g  
  x  400g  

342.x = 3A.400 >>> x = 3,5A >>> x = 2,1.1024 moléculas

2) Quantas moléculas de óxido de alumínio são necessárias para reagir com 100 g de ácido sulfúrico?

Al2O3 + 3 H2SO4 >>> Al2(SO4)3  + 3 H2O
1 mol  3 mols  1 mol  3 mols
1 A 294g    
x 100g    

294.x = 1A.100 >>> x = 0,34A >>> x = 2.1023 moléculas.

014 - Relação entre volumes

Exemplo:
Considere a reação:

3 H2 + N2 >>>  2 NH3
3 mols 1 mol 2 mols
3 V   1 V   2 V  

Onde V  é o volume molar, sendo V  = 22,4 litros nas CNPT

Uma pergunta:
Qual é o volume de nitrogênio necessário para produzir 100 litros de amônia, nas mesmas condições de pressão e temperatura?

3 H2 + N2 >>>  2 NH3
3 mols 1 mol 2 mols
  1 V   2 V  
  x 100 litros

2V .x = 100.1V  >>> x = 50 litros.

015 - Relação entre massa e volume

Exemplo:
Considere a reação:

Cl2 + 2 NaOH >>> NaClO + NaCl + H2O
1 mol 2 mols 1 mol 1 mol 1 mol
71g 80g 74,5g 58,5g 18g
1 V          

Uma pergunta:
Qual é o volume de cloro nas CNPT necessário para produzir 200g de hipoclorito de sódio.

Cl2 + 2 NaOH >>> NaClO + NaCl + H2O
1 mol 2 mols 1 mol 1 mol 1 mol
1 V     74,5g    
x   200g    

74,5.x = 200.1V  >>> x = 2,68V  >>> x = 2,68.22,4 >>> x = 60,1 litros

016 - Relações envolvendo uma sequência de reações.

Equilibramos as equações. 
Atribuímos valores ao coeficiente do composto elo de ligação entre as reações de modo que somando as equações resulta uma única.
Então resolvemos o problema normalmente.

Exemplo:
Considere as reações:

2 NaN3 >>> 2 Na + 3 N2

10 Na + 2 KNO3 >>> K2O + 5 Na2O + N2

O elo de ligação entre as duas equações é o Na. Para que ele seja eliminado na soma das duas equações vamos multiplicar a primeira equação por 5.

10 NaN3 >>> 10 Na + 15 N2

10 Na + 2 KNO3 >>> K2O + 5 Na2O + N2 
_____________________________________

10 NaN3 + 10 Na + 2 KNO3 >>> 10 Na + 15 N2 + K2O + 5 Na2O + N2 

10 NaN3 + 2 KNO3 >>>  K2O + 5 Na2O + 16 N2 

Os problemas serão resolvidos usando a equação obtida.

017 - Relações envolvendo quantidade em excesso de um dos reagentes.

Para verificar se há excesso de reagente vamos sempre comparar pelo número de mols indicado na reação.

            017.1 - Relações envolvendo apenas os volumes.

Exemplo:
Considere a reação.

N2 + 3 H2 >>> 2 NH3
1 mol 3 mols 2 mols
1 V 3 V 2 V

Uma pergunta:
Fazendo-se reagir 4 litros de N2 com 9 litros de H2 qual é o volume de NH3 obtido nas mesmas condições de pressão e temperatura?
A equação nos mostra que o volume de H2 deve ser 3 vezes maior que o volume de N2 nos permitindo afirmar que há um excesso de N2.
Verificamos ainda que o volume de NH3 é 2 vezes maior que o de N2.

N2 + 3 H2 >>> 2 NH3
1 mol 3 mols 2 mols
1 V 3 V 2 V
3 litros
1 litro de excesso		 9 litros x

x = 2.3 >>> x = 6 litros

            017.2 - Relações envolvendo apenas massas.

Exemplo:
Considere a reação.

CO2 + 2 NaOH >>> Na2CO3 + H2O
1 mol 2 mols 1 mol 1 mol
44 g 2.40 = 80g 140 g 18 g

Uma pergunta.
Fazendo reagir 5 g de gás carbônico com 8 g de hidróxido de sódio, qual é a massa de carbonato de sódio obtida?
A equação nos mostra que a massa de hidróxido de sódio deve ser 80/44 = 1,81 vezes maior que a massa de gás carbônico não 8/5 = 1,6 nos permitindo afirmar que há um excesso de gás carbônico.
A quantidade y de gás carbônico que irá reagir com 8 g de hidróxido de sódio é: 8/y = 80/44 >>> y = 4,4 g

CO2 + 2 NaOH >>> Na2CO3 + H2O
1 mol 2 mols 1 mol 1 mol
44 g 2.40 = 80g 140 g 18 g
4,4 g
0,6 g em excesso		 8 g x  

80.x = 8.140 >>> x = 14 g

018 - Relações envolvendo reagentes com impurezas.

Quando um reagente for impuro procuramos determinar a quantidade de reagente puro e procedemos  normalmente.

Exemplo:
Numa reação são utilizados 500 g de ácido sulfúrico com 90% de pureza.
A quantidade de ácido que irá reagir será 500.90/100 = 450 g

019 - Relações envolvendo rendimento de reações.

Realizamos o cálculo do produtos de uma reação supondo sempre que o rendimento seja 100%.
O rendimento das reações químicas é sempre calculado em função dos produtos da reação.

Exemplo:
Numa reação são produzidos 200 g de carbonato de sódio com rendimento de 100%.
Se o rendimento da reação for 75% a quantidade de carbonato de sódio obtida será de 200.75/100 = 150 g

Home Page / Resumos