Cálculo Estequiométrico
Rendimento e grau de pureza
Cálculo estequeométrico é a parte da química que
estuda as quantidades das espécies envolvidas numa
reação.
Na prática, a maioria das reações químicas
não chegam a ser completas, seja porque muitas são
reversíveis e tendem a estabelecer um equilíbrio entre
reagentes e produtos.
Em uma reação química, os coeficientes da
reação simbolizam a quantidade de mols.
Como é conhecido a entidade MOL, basta
substituir os números de mols da reação pelo valores,
como mostra o exemplo abaixo:
N2 +
Mol
1mol
Moléculas
6,0x1023
Átomos
2.6,0x10
3H2
→
3mols
23
2NH3
2mols
18,0x1023
12,0x1023
6.6,0x10
8.6,0x1023
23
Massa
28 g
6g
34 g
Volume
(CNTP)
22,4 L
67,8 L
44,8L
Podendo efetuar qualquer relação entre os componentes da reação.
Exemplo: Qual o volume de NH3 produzido quando 4,5
gramas de N2 são colocados para reagir com quantidade
suficiente de H2?
Resolução:
N2
+ 3 H2 → 2NH3
1mol
3 mols
2 mols
28 g
2 . 22,4 L
4,5 g
x
x = 7, 2 L
Antoine Lavoisier dedicou-se a
uma variedade de serviços sociais
e científicos. Em 1768 associouse a uma organização chamada
Ferme Générale que, através de
um convênio com o governo, tinha o
direito de coletar impostos relativos a
produtos comerciais. Essa cobrança
era extremamente repressiva, pois
a nobreza e o clero eram isentos
desses impostos. Então, estes
eram pagos por aqueles que não
eram nem da nobreza nem do clero, ou seja, aqueles que
pertenciam às classes sociais inferiores. Esse sistema
não era só opressivo, era também corrupto. A ligação de
Lavoisier com a Ferme Générale e seu envolvimento com o
governo monárquico eram muito malvistos pela população
e não passaram despercebidos no clima conturbado
da França pré-revolucionária. Lavoisier foi preso e
acusado de desvio de dinheiro público
(peculato). Depois de julgado culpado,
foi executado na guilhotina em maio de
1794. O famoso matemático JosephLouis Lagrange teria dito após sua
morte: “Necessitou-se apenas de um
momento para fazer cair essa cabeça
e cem anos não serão suficientes para
reproduzir outra semelhante”.
Rendimento
O rendimento (R) de uma reação pode ser
calculado pela relação entre a massa prática ( mp )
obtida na reação com a massa teórica (mt).
R=
mp
. 100
mt
Exemplo:
Para a reação não equilibrada
N2 + H2 → NH3.
Calcule a massa de NH3 obtida a partir de 56g de
N2, sabendo que a reação apresenta um rendimento de
60%.
Resolução
N2
+ 3H2
→ 2NH3
1mol
3mols
2 mols
1. 28g
2. 17g
56g
x
x = 68g
Para calcular a verdadeira massa obtida, faz-se
uma regra de três:
68 g
100%
x
60%
x = 40,8g
Grau de Pureza
Muitas vezes o reagente não está em seu estado
puro, mas acompanhado de outras impurezas que não
participam da reação.
Deste modo é preciso desprezar essas impurezas
para se efetuarem os cálculos corretamente.
Exemplo:
A decomposição térmica de 2 toneladas de calcário
(CaCO3) com 90% de pureza, levou a produção de cal
viva (CaO). Qual a massa de CaO produzida?
Resolução
2 toneladas
100%
x
90%
x = 1,8 toneladas
A reação:
CaCO3
CaO
1 mol
1mol
100g
56g
1,8x106g
x
x = 1, 008 toneladas de CaO
+
CO2
1
TESTES
forma-se um precipitado branco. Determinar a soma das
corretas.
01. Uma massa de calcário de 2500g com 80% de pureza,
ao ser calcinado, forneceu quantos litros de CO2 medidos
nas condições normais de temperatura e pressão?
01) A equação equilibrada que representa essa reação
é: H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + 2 H2O
02) A massa do precipitado formada é 47,5 g de BaSO4.
04) A massa de BaSO4 obtida é 19g.
08) O número de mols de água formados é cerca de 0,4
16) A massa de água obtida é 28,8 g com rendimento
de 80%.
02. Determine a quantidade de hidróxido de sódio
necessária para neutralizar 392 g de ácido sulfúrico com
rendimento de 90%.
03. Uma amostra de ferro impuro, com massa de 84g,
foi atacada por ácido clorídrico em excesso, produzindo
cloreto ferroso e 26, 88 litros de gás hidrogênio, em CNTP.
O teor de ferro na amostra atacada (em %) é igual a:
(Dado: Fe = 56)
04. Jacques A. C. Charles, químico famoso por seus
experimentos com balões, foi o responsável pelo
segundo vôo tripulado. Para gerar o gás hidrogênio, com
o qual o balão foi enchido, ele utilizou ferro metálico e
ácido, conforme a seguinte reação:
Fe( S ) + H2SO4 ( aq ) → FeSO4 ( aq ) + H2 ( g )
Supondo-se que tenham sido utilizados 448 Kg de ferro
metalico, o volume, em litros, de gás hidrogênio obtido
nas CNTP foi de: (massas atômicas: H = 1u. ; Fe = 56u.)
a) 89,6
b) 89 600
c) 268,8
d) 179,2
e) 179 200
05. Em um tubo 8,4g de bicarbonato de sódio (NaHCO3)
são decompostos, pela ação do calor, de acordo com a
reação: 2NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O o volume de
gás carbônico obtido, nas CNTP, é:
a) 1,12 litros
b) 2,24 litros
c) 11,20 litros
d) 22,40 litros
e) 44,80 litros
06. (UEM) Reagindo 20 gramas de ácido sulfúrico com
excesso de solução de hidróxido de bário Ba(OH)2,
2
07. Em uma reação de combustão completa do enxofre,
obtém-se o gás sulfuroso, cuja reação é: S + O2 → SO2
responda: (dados : S = 32; O = 16)
01) A massa de SO2 obtida a partir de 26 g de enxofre é
igual a 32 g.
02) O número de átomos do lado dos reagentes é igual
ao número de átomos do lado dos produtos.
04) O volume de O2 necessário para a queima de 1mol
de enxofre é 44, 8 litros nas CNTP.
08) A soma dos menores coeficientes balanceados da
reação é igual a 4.
16) A massa de enxofre necessária para a obtenção de
44, 8 litros de SO2 nas CNTP é de 64 g.
08. Para transformar mármore em gesso, precisamos
atacá-lo com ácido sulfúrico, segundo a reação:
H2SO4 + CaCO3 → CaSO4 + CO2 + H2O
Para 2 kg de mármore, quanto de gesso podemos
produzir?
09. Num acidente, 4,9 toneladas de ácido sulfúrico são
derramados numa rodovia. Quantas toneladas de óxido
de cálcio devem ser utilizadas para neutralizar o ácido?
H2SO4 + CaO → CaSO4 + H2O
(H = 1; O = 16; Ca = 40; S = 32)
a) 56
b) 9,8
c) 5,6
d) 4,9
e) 2,8
10. Segundo a equação C2H6O + 3O2 → 2 CO2 + 3H2O
A massa de água (em gramas) que se forma quando se
queimam 18,4 g de álcool etílico é:
(H = 1; C = 12; O = 16)