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Cálculos com fórmulas e equações químicas Beatriz Gonzaga Faria Andrielle Silva Sousa Capítulo...
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Cálculos com fórmulas e equações Cálculos com fórmulas e equações químicasquímicas
Beatriz Gonzaga Faria
Andrielle Silva Sousa
Capítulo 3Capítulo 3
1 - Equações químicas1 - Equações químicas2 - Reatividade química2 - Reatividade química3 - Tipos de reação3 - Tipos de reação4 - Massas moleculares4 - Massas moleculares5 - O mol5 - O mol6 - Massa molar6 - Massa molar7 - Conversões7 - Conversões8 - Fórmula mínima8 - Fórmula mínima9 - Reagentes limitantes9 - Reagentes limitantes10 - Rendimentos teóricos10 - Rendimentos teóricos11 - CO11 - CO22 e o efeito estufa e o efeito estufa
TÓPICOS
ESTEQUIOMETRIA
Cálculos baseados nas leis de:
• Lavoisier
A + B C + D
ma + mb = mc + md
• Proust
A + B C + D
ma mb mc md
ma’ mb’ mc’ md’
= constante = = =
Análise da natureza quantitativa das fórmulas e reações químicas
Lei da conservação das massas
Lei das proporções definidas
Equações químicasRepresentam reações químicas
CH4 + O2 CO2 + H20 (não balanceada)
CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H20 (balanceada)
REAGENTES PRODUTOS
ÍNDICE
COEFICIENTE = quantidade
= identidade
reageforma
Exemplo:
Reatividade química
Fila de reatividade dos metais
> > Al > Mn > Zn > Cr > Fe > Ni > Sn > Pb > H > Cu >
Hg > Ag > Au
alcalino-MetaisMetais
alcalinosterrosos
Utilizada para saber se a reação ocorre
Exemplo:
AB + C CB + A
Ocorre se C for mais reativo que A
Através da tabela periódica buscam-se semelhanças de comportamento entre elementos de um mesmo grupo. Exemplo:
2 M (s) + 2 H2O (l) 2 MOH (aq) + H2 (g)
Tipos de reações
Reação de síntese
Duas substâncias
Exemplo:
2 Fe + S2 2 FeSA + B AB
substância composta mais complexa.
simples composta
Caso particular
Metal + ametal = sólido iônico
ou
Tipos de reações
Reação de análise
AB A + B
Substância composta
Calor
“ i ”
luz
Substâncias mais simples
Exemplo:
CaCO3 (s) CaO(s) + CO2(g)
Pirólise
Eletrólise
Fotólise
Reação de combustão
Tipos de reações
Hidrocarbonetos + O2 CO2 + H2O
Derivados oxigenados
ou
combustível
comburente
Caso particular
Reação de oxidação
Glicose + O2 CO2 + H2O
Exemplo: C3H8(g) + 5 O2 (g) 3 CO2(g) + 4 H20 (g)
Massa molecularÉ a soma das massas atômicas de cada átomo em sua fórmula química
Exemplo: C12H22O11
% C = (12 x (12,0 u) x 100) / 342 u = 42,1% % H = (22 x (1,0 u) x 100) / 342 u = 6,4% % O = (11 x (16,0 u) x 100) / 342 u = 51,5%
MM de C6H1206 = 6 (12,0 u) + 12 (1,0 u) + 6 (16,0 u) = 180,0 u
Exemplo :
% do elemento = (número de átomos do elemento ∙ (MA) ∙ 100) (MM da substância)
• A composição percentual é a porcentagem em massa de cada elemento em determinada substância.
O mol
• Um mol é a quantidade de matéria que contém tantos objetos (átomos, Um mol é a quantidade de matéria que contém tantos objetos (átomos, moléculas ou o que considerarmos) quanto o número de átomos em moléculas ou o que considerarmos) quanto o número de átomos em exatamente 12 g de exatamente 12 g de 1212C isotopicamente puro. C isotopicamente puro. • 1 mol = 6,0221421 x 101 mol = 6,0221421 x 102323 = constante de Avogadro. = constante de Avogadro.
EXERCÍCIO:
Calcule o número de átomos de H em 0,350 mol de C6H12O6.
Solução:Solução:
mol de Cmol de C66HH1212OO66 moléculas de C moléculas de C66HH1212OO6 6 átomos de H átomos de H
Átomos de H = (0,350 mol CÁtomos de H = (0,350 mol C66HH12120066) ) ∙ ∙ 6,02.106,02.102323 moléculas moléculas ∙∙ 12átomos de H 12átomos de H
1 mol C1 mol C66HH1212OO6 6 1 molécula 1 molécula
= 2,53 x 10= 2,53 x 1024 24 átomos de Hátomos de H
Massa Molar• É a massa em gramas de um mol de certa substância ( g/mol) É a massa em gramas de um mol de certa substância ( g/mol) • Sempre numericamente igual à sua massa molecular (em u).Sempre numericamente igual à sua massa molecular (em u).
Relações Molares
Nome FórmulaMassa
molecular (u)
Massa molar
(g/mol)
Número e tipo de partícula em 1 mol
Nitrogênio Nitrogênio atômicoatômico NN 14,014,0 14,014,0 6,02 6,02 ∙ ∙ 10102323 átomos de N átomos de N
Nitrogênio Nitrogênio molecularmolecular
NN22 28,028,0 28,028,06,02 6,02 ∙ ∙ 101023 23 moléculas de Nmoléculas de N22
2 (6,02 2 (6,02 ∙ ∙ 10102323) átomos de N) átomos de N
Cloreto de Cloreto de báriobário
BaClBaCl22 208,2208,2 208,2208,26,02 6,02 ∙ ∙ 101023 23 unidades de BaClunidades de BaCl22
2 (6,02 2 (6,02 ∙∙ 10 102323) íons de Cl) íons de Cl--Exercício: Qual é a massa em gramas de 1,00 mol de glicose?Qual é a massa em gramas de 1,00 mol de glicose?
6 átomos de C = 6 (12,0) = 72,0 u 12 átomos de H = 12 (1,0) = 12,0 u 6 átomos de O = 6 (16,0) = 96,0 u
180,0 u
Conversões entre massas, Conversões entre massas, mols e número de partículasmols e número de partículas
Exercício:
Calcule a massa, em gramas, de 0,433 mol de nitrato de cálcio.
Massa de Ca(NO3)2 = (0,433 mol de Ca(NO3)2) 164,1g de Ca(NO3)2 1 mol de Ca(NO3)2
= 71,1 g de Ca(NO3)2
1 mol de Ca(NO3)2
Fórmulas mínimas a partir de análiseFórmulas mínimas a partir de análise
Porcentagem em massa dos
elementos
Supor 100 g de amostra
Massa de cada elemento
Use massas atômicas
Mols de cada elemento
Calcular razão molar
Fórmula mínima
Exercício: Fórmula mínima
• O ácido ascórbico (vitamina C) contém 40,92% C, 4,58% H e 54,50% O em massa. Qual é a fórmula mínima do ácido ascórbico?
Para 100 g de ácido: C: 40,92 g x 1 mol = 3,407 mol de C
12,01 g
H: 4,58 g x 1mol = 4,58 mol de H
1,008 g
O: 54,50 g x 1 mol = 3,406 mols de O
16,00 g
Usando a razão molar: C : H : O
3 x 1,00 : 1,33 : 1,00 = 3 : 4 : 3
Fórmula Mínima= C3H4O3
Fórmula molecular a partir da fórmula mínimaFórmula molecular a partir da fórmula mínima
“Os índices inferiores da fórmula molecular de uma substância são sempre números múltiplos inteiros dos índices inferiores da sua fórmula mínima.”
Ex: O mesitileno, tem uma fórmula mínima C3H4. Se a massa molecular para essa substância é 121 u, qual é a fórmula molecular do mesitileno?
Obs.: Em compostos contendo principalmente carbono e hidrogênio, a fórmula mínima também pode ser encontrada através da análise por combustão.
Reagentes limitantesReagentes limitantes
• É o reagente completamente consumido em uma reação.
• Determina (limita) a quantidade de produto formada.
Ex.: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g)
3 mols 6 mols ???
Em excesso Limitante
Rendimentos teóricosRendimentos teóricos
• Quantidade de produto formada calculada quando todo o reagente limitante foi consumido.
Rendimento Teórico < Rendimento Real
Rendimento percentual = Rendimento real x 100 %
Rendimento teórico
COCO22 e o Efeito Estufa e o Efeito Estufa
Petróleo / carvão combustíveis
20 bilhões de toneladas de CO2 na atmosfera por
ano.
Fotossíntese/ oceanos
Excesso
Mudanças climáticas
Referências bibliográficasReferências bibliográficas
• Química : A ciência central – Ed. Pearson– Química : A ciência central – Ed. Pearson– Brown , Lemay , Bursten.Brown , Lemay , Bursten.
• Sites de busca.Sites de busca.