ESTEQUIOMETRIA - profjoaoneto.comprofjoaoneto.com/2010/estequiometria_nac.pdf · Uma substância...

1

ESTEQUIOMETRIA

Prof. João Neto

Leis Ponderais

Lei de Lavoisier

Lei de Proust

Lei de Dalton

2Prof. Msc João Neto

Tipos de Fórmulas

Fórmula molecular

Fórmula eletrônica

ou de Lewis

Fórmula Estrutural

Fórmula Centesimal

Fórmula mínima


4

Determinação de fórmulasA fórmula percentual indica a porcentagem emmassa de cada elemento. Por exemplo, na água,H2O, a porcentagem em massa do oxigênio éigual a 88,88% e a porcentagem em massa dohidrogênio é igual a 11,11%.

H11,11%O88,88%

Prof. Msc João Neto

5

Veja os cálculos:

H2O massa molar = 18g/mol

%de H 18g--------------------100%2g----------------------x

X=11,11%

%de O 18g--------------------100%16g----------------------y

y=88,88%

H11,11%o88,88%


6

A fórmula mínima indica a proporção mínima decada elemento presente na fórmula dasubstância.

Exemplo

Uma substância muito usada em laboratório é obenzeno. Ele é formado apenas por carbono ehidrogênio. Em uma amostra de 100 g debenzeno, 92,30 g são de carbono e 7,70 g são dehidrogênio. Como determinar a sua fórmulamínima?


7

A fórmula mínima pode ser determinada seguindoeste raciocínio:

1. Determinamos a quantidade de matéria em molde cada elemento presente na amostra. Paraisso, dividimos as massas dos elementospresentes na amostra analisada pelas suasrespectivas massas atômicas.

2. Dividimos essa quantidade em mol encontradapelo menor valor entre eles. O objetivo desseprocedimento é encontrar os menores númerosinteiros possíveis.

3. Escrevemos a fórmula mínima utilizando comoíndices os valores calculados no item 2 desseprocedimento.


8

Fazendo o cálculo para o benzeno, teríamos:

C 92,30/12 = 7,69 ÷ 7,70 = 0,998 ≅ 1

H 7,70/1 = 7,70 ÷ 7,70 = 1

A fórmula mínima será: C1H1 . Como o índice 1 não precisa ser indicado, basta escrevermos CH.


9

Veja outro exemplo:

Uma substância é formada de 54,6% de oxigênio,10,23% de hidrogênio e 40,9% de carbono.Determinar sua fórmula mínima.

Nesse caso, foram dadas as porcentagens emmassa de cada elemento na fórmula. Oprocedimento para determinar a fórmula mínima éanálogo. Acompanhe:

C 40,9% ÷ 12 = 3,41 ÷ 3,41 = 1 O 54,6% ÷ 16 = 3,41 ÷ 3,41 = 1 H 10,23% ÷ 1 = 10,23 ÷ 3,41 = 3

A fórmula mínima será: CH3O


10

A fórmula molecular indica a quantidade real deátomos na molécula. Por exemplo, considerandoa fórmula mínima determinada no exemploanterior, qual será a fórmula molecular dasubstância?

Para determinarmos a fórmula molecular, temosde saber a massa molar que é a massa de 1 molda substância. A partir da massa molar e damassa da fórmula mínima, podemos efetuar ocálculo:

=Massa da fórmula molecular

n x massa dafórmula mínima


11

Massa molar da fórmula mínima = 31 g/mol

Se informarmos o valor da massa molar como 62g/mol, teremos

62g = n x 31g logo n = 2

Se multiplicarmos a fórmula mínima pelo valor de n,que no caso foi igual a 2 , teremos a fórmulamolecular. Sendo assim, a fórmula molecular será:(CH3O) x 2 = C2H6O2


12

Podemos também determinar a fórmula mínima,conhecendo a fórmula molecular. O vinagre éuma mistura muito usada como condimento emnosso dia-a-dia. Nele, o principal componente é oácido acético.


13

A fórmula molecular do ácido acético é C2H4O2. Qualserá a sua fórmula mínima?

Nesse caso, basta simplificarmos os índices já quetodos são múltiplos.

A fórmula mínima será: CH2O.

Agora você já aprendeu o que representa os váriostipos de fórmulas. E, para fixar melhor o seuaprendizado, vamos acompanhar um exemploresolvido.


14

Uma análise elementar de uma substância puradeterminou a presença dos elementos cálcio,carbono e oxigênio. Em 32 g da amostra analisada,foi determinada a presença de 10 g de cálcio, 6,08 gde carbono e 15,92 g de oxigênio.

Determinar a composição percentual de cadaelemento na fórmula, a fórmula mínima e a fórmulamolecular.

Dado: massa molar igual a 128 g/mol


15

ResoluçãoComposição percentual

% de Cálcio 32g----------------100%10g----------------x x = 31,25% de Ca

% de Carbono 32g----------------100%6,08g-------------y y = 19% de C

% de Oxigênio 32g----------------100%15,92g------------z z = 49,75% de O


16

Fórmula mínima

Ca 31,25% ÷ 40 = 0,78 ÷ 1,58 = 0,49

C 19% ÷ 12 = 1,58 ÷ 1,58 = 1

O 49,75 ÷ 16 = 3,10 ÷ 1,58 = 1,97

Observe que, nesse caso, nem todos os valores foram números inteiros, logo devemos multiplicá-los para que se tornem inteiros. O fator pelo qual devemos multiplicar todos eles é o fator 2, pois assim teremos números inteiros.Ca 0,49 x 2 = 0,98 ≅ 1 C 1 x 2 = 2 O 1,97 x 2 = 3,94 ≅ 4 .A fórmula mínima será, então, CaC2O4


17

Fórmula molecular

Para determinarmos a fórmula molecular, vamos usar a expressão:

A massa da fórmula mínima será: 128 g/mol

Substituindo-se o valor da massa molar fornecida como dado, teremos 128g = n x 128 g .

O n = 1 e a conclusão a que chegamos é de que a fórmula mínima é igual à formula molecular.

A fórmula molecular será, então, CaC2O4.

Massa da fórmula molecular

n x massa dafórmula mínima


18

1.

O tetracloreto de carbono (CCl4) é um líquidoincolor usado como solvente. Na análise de154g de tetracloreto de carbono, encontraram-se 142 g de cloro.

a) Calcule a porcentagem em massa de cloro notetracloreto de carbono.

b)Calcule a porcentagem de carbono notetracloreto de carbono.


19

2.

a) Uma substância tem a seguinte composiçãocentesimal: 87,5% de N e 12,5% de H.Determine sua fórmula mínima.

b) Uma substância de massa molecular igual a200 contém 72% de carbono, 16% de oxigênio e12% de hidrogênio. Determine sua fórmulamolecular.


20

3.

O elemento potássio tem um grande papel emnosso metabolismo. Ele está relacionado comcontrações musculares e um bom desempenhodos batimentos cardíacos. Ele é encontradoprincipalmente na banana. O sulfato depotássio apresenta composição centesimaligual a 36,78% de oxigênio, 18,39 % de enxofree 44,82% de potássio. A partir dessasinformações, determine

A)a fórmula mínima desse composto;

B)a fórmula molecular desse composto, sabendo-se que sua massa molar é 174g/mol.


21

4.

Em um fertilizante, existe a presença do nitrato deamônio, cuja fórmula é NH4NO3.

A)Determine a porcentagem em massa denitrogênio no fertilizante.

B)Determine a porcentagem em massa deoxigênio no fertilizante.


22

5.O carbonato de cálcio (CaCO3) é um salpresente em formações de grutas e cavernas.Determine a porcentagem de cada elemento emsua fórmula.

6.Em uma determinada amostra de urina de umatleta, com suspeita de doping, foi detectada apresença de anfetamina, que, após isolada,apresentou as seguintes quantidadespercentuais: 79,95% de carbono, 9,69% dehidrogênio e 10,36% de nitrogênio. Com basenessas informações, calcule

a)a fórmula mínima da anfetamina;

b)A fórmula molecular da anfetamina, sabendoque sua massa molar é 135g/mol.


23

7.(UFV) Sabe-se que, quando uma pessoa fumaum cigarro, pode inalar de 0,1 até 0,2 mg denicotina. Descobriu-se em laboratório que cadamiligrama de nicotina contém 74% de carbono,8,64% de hidrogênio e 17,30% de nitrogênio.Calcule a fórmula mínima da nicotina.


24

8. (Cesgranrio) A síntese da aspirina (ácidoacetilsalicílico) foi uma das maiores conquistasda indústria farmacêutica. Sua fórmulaestrutural é

Qual a porcentagem em massa de carbono naaspirina? Registre seus cálculos.


Estequiometria

É o estudo das relaçõesquantitativas (átomos, moléculas,massa, volume) entre as substânciasque participam de uma reaçãoquímica.

Cálculo Estequiométrico

Stoicheon = elemento

metron = medida


×

=−

íonselétronsátomosmoléculas

selementareentidadespossui

TVP

TVPCNTPdasFora

atmC

CNTPnasLocupa

molgmolarmassaapesa

mol I

II

O

OO

23106

:1

º04,22

)/(

1

×

=−



TVP

TVPCNTPdasFora

atmC

CNTPnasLocupa

molgmolarmassaapesa

mol I

II

O

OO

23106

:1

º04,22

)/(

1

×

=−



TVP

TVPCNTPdasFora

atmC

CNTPnasLocupa

molgmolarmassaapesa

mol I

II

O

OO

23106

:1

º04,22

)/(

1

×

=−



TVP

TVPCNTPdasFora

atmC

CNTPnasLocupa

molgmolarmassaapesa

mol I

II

O

OO

23106

:1

º04,22

)/(

1

×

=−



TVP

TVPCNTPdasFora

atmC

CNTPnasLocupa

molgmolarmassaapesa

mol I

II

O

OO

23106

:1

º04,22

)/(

1

Relações Molares

N2 + 3H2 → 2NH3

Mol - 1mol + 3mol → 2mol

Moléculas- 6 x1023 + 18 x1023 → 12 x1023

Massa - 28g + 6g → 34g

Volume – 22,4L + 67,2L → 44,8L

Átomos – 6x1023 + 3x6x1023 → 2x6x1023


Cálculo EstequiométricoPROCEDIMENTO PARA A RESOLUÇÃO

1. Escreva corretamente a equação químicamencionada no problema (caso ela não tenhasido fornecida);

2. As reações devem ser balanceadascorretamente (tentativa ou oxi-redução),lembrando que os coeficientes indicam asproporções em mols dos reagentes e produtos;

3. Abaixo das fórmulas, escrevem-se os dadosestequiométricos correspondentes às unidadesdos dados (mol, gramas, número de átomos oumoléculas, volume molar);


Cálculo Estequiométrico4. Abaixo dos dados estequiométricos, escrevem-

se os dados do problema, estabelecendo-seassim a regra de três;

5. Caso o problema envolva pureza de reagentes,fazer a correção dos valores, trabalhandosomente com a parte pura que efetivamente iráreagir;

6. Caso o problema envolva reagentes emexcesso – e isso percebemos quando sãocitados dados relativos a mais de um reagente –devemos verificar qual deles está correto. Ooutro, que está em excesso, deve serdescartado para efeito de cálculos;, impurezadas substâncias; 29Prof. Msc João Neto

Cálculo Estequiométrico7. Relacione, por meio de uma regra de três, os

dados e a pergunta do problema, escrevendocorretamente as informações em massa,volume, mols, moléculas, átomos, etc;

8. Se o problema citar o rendimento da reação,devemos proceder à correção dos valoresobtidos. Na prática, quando realizamos umareação química, mesmo utilizando quantidadesestequiométricas dos reagentes, nem sempreconseguimos obter a quantidade máximapossível dos produtos


Cálculo Estequiométrico9. Para resolver problemas com reações em

seqüência, você tem duas opções: obter umaúnica equação, a partir da soma das equaçõesfornecidas, ou relacionar as substâncias etapapor etapa.


Relação Massa-Massa

Ex.: Qual a massa de água dada em gramas,produzida a partir de 8g de hidrogênio gás?

1º → H2 + O2 → H2O

2º → 2H2 + O2 → 2H2O

3º → 4g --------------2x18g

8g ----------------yy=72g


Relação Massa-Moléculas

Ex.: Quantas Moléculas de água são produzidas a partir de 16g de gás oxigênio?

1º → H2 + O2 → H2O

2º → 2H2 + O2 → 2H2O

3º → 32g----2x6,02 x 1023

16g--------y

y=6,02 x 1023


Relação Massa-Volume

Ex.: Qual o volume de Amônia produzido nas CNTP por12g de H2 que reage com N2 suficiente?

1º → N2 + H2 → NH3

2º → N2 + 3H2 → 2NH3

3º → 6g------2x22,4 L

12g-------y

y =89,6 L


ESTEQUIOMETRIA - profjoaoneto.comprofjoaoneto.com/2010/estequiometria_nac.pdf · Uma substância...

Documents

Transcript of ESTEQUIOMETRIA - profjoaoneto.comprofjoaoneto.com/2010/estequiometria_nac.pdf · Uma substância...