Cálculos Envolvendo
Reações Químicas
Prof. Cleber Paulo Andrada Anconi
Prof. Marcio Pozzobon Pedroso
A análise da matéria e o estudo de reações constituem os focos
centrais da Ciência Química.
Reações químicas implicam na transformação da matéria e são
representadas por uma equação química.
0,96 g de K+ ------- 100 mL (concentração)
x g de K+ ---------- 250 mL (volume total)
x = 2,40 g de K+
Em equações químicas,
Reagentes originam produto(s)
Mg(s) + ½ O2 → MgO
PRODUTO
REAGENTES
Equações químicas BALANCEADAS*, são
coerentes com o princípio de conservação
da massa de Lavoisier.
1Mg(s) + ½ O2 → 1MgO
coeficientes
estequiométricos
*equações
balanceadas apresentam coeficientes estequiométricos adequados
No estudo de reações, torna-se útil o trato de massa molar e
quantidade de matéria, grandezas intimamente relacionadas à
unidade mol.
O mol é uma quantidade padrão da grandeza
quantidade de matéria
Dessa
forma,
pode-se
dizer:
“A quantidade de matéria de um
litro de mercúrio é aproximadamente
igual a 68 mol”
Recomenda-se como plural de “mol”, o
termo “mols”.
O mol corresponde à quantidade de
matéria de um sistema que contém tantas
entidades elementares (N) quantos são os
átomos contidos em 0,012 kg de carbono 12
(que correspondem a 6,02214 x 1023 )
Quantidade de matéria (n) = 1 mol
A massa (m) de uma determinada substância é
diretamente proporcional à quantidade de
matéria (n)
0,20 kg
0,30 kg
maior massa
maior quantidade
de matéria,
A constante de proporcionalidade entre massa (m) e a
quantidade de matéria (n) de uma substância é
denominada massa molar (M). Dessa forma, m=M.n e
portanto,
n=m/M
A unidade de massa molar (M) é o g/mol.
Exemplos:
Substância
Fórmula
Massa Molar (g/mol)
água
H2O
18,02
etanol
CH3CH2OH
46,07
magnésio
Mg
24,31
oxigênio
O2
32,00
óxido de magnésio
MgO
40,31
monóxido de carbono
CO
28,01
dióxido de carbono
CO2
44,01
Em cálculos estequiométricos (cálculos envolvendo
reações químicas) é a massa molar (M) a grandeza a ser
empregada.
Para se obter os valores de massas molares é
preciso associar a unidade g/mol aos respectivos
valores de massas atômicas relativas, dispostos,
por exemplo, em tabelas periódicas.
Como determinar a massa molar do monóxido de
carbono (CO)?
M(CO)= ? g/mol
monóxido de carbono: CO
12,01 + 16,00 = 28,01 g/mol
M(CO)= 28,01 g/mol
Como determinar a massa molar do dióxido
de carbono (CO2)?
M(CO2)= ? g/mol
dióxido de carbono: CO2
12,01 + 16,00
2x16,00
= 28,01
= 44,01
28,01
g/mol
g/mol
M(CO)=
M(CO
M(CO)=
28,01
28,01
44,01g/mol
g/mol
g/mol
2)=
Em cálculos estequiométricos, basicamente,
é preciso:
• Ter conhecimento da equação química que
representa a reação em estudo
• Atribuir
coeficientes
estequiométricos
adequados às espécies na equação
Ter conhecimento das massas molares das
espécies envolvidas
•
•
Saber utilizar regra de três simples.
INCLUIR ANIMACAO
ANIMACAO DA REAÇÃO DE
IODO E HIDROGENIO EM
UM FRASCO (SEM
EXCESSO)
Qual massa de iodeto de hidrogênio
pode ser obtida a partir da reação
completa de 507,6g de iodo com
quantidade suficiente de hidrogênio?
Equação Balanceada:
1I2(g) + 1H2 (g) → 2HI(g)
1x253,8
507,6
2x127,908
X
X = 511,632g
Substância
Fórmula
Massa Molar
(g/mol)
iodo
I2
253,8
hidrogênio
H2
2,016
iodeto de hidrogênio
HI
127,908
Qual massa de óxido de magnésio pode
ser obtida a partir da reação completa
de 0,7293g de magnésio com gás
oxigênio ?
Equação Balanceada:
1Mg(s) + ½O2 (g) → 1MgO(s)
1x24,31
0,7293
1x56,31
X
X = 1,689g
Substância
Fórmula
Massa Molar
(g/mol)
magnésio
Mg
24,31
oxigênio
O2
32,00
óxido de magnésio
MgO
56,31
Qual massa de oxigênio pode ser obtida
a partir da reação completa de 1,350g
de permanganato com peróxido de
hidrogênio ?
Equação Balanceada:
2MnO4- (aq) + 3H2O2 (l) +2H+(aq) → 2MnO2 + 3O2 + 4H2O
2x118,94
3x32,00
1,350
X
X = 0,5448g
Substância
Fórmula
Massa Molar
(g/mol)
permanganato
MnO4 -
118,94
oxigênio
O2
32,00
Em litros, qual é o volume de gás
oxigênio, medido sob pressão de 1 atm
e temperatura 298K, que foi produzido
a partir da reação completa de 1,350g
de permanganato de potássio com
peróxido de hidrogênio?
Em cálculos estequiométricos envolvendo
gases, usualmente, aplica-se a equação do
gás ideal:
pV=nRT
Nessa equação:
p=pressão (atm)
V=volume (litros)
n=quantidade de matéria (mol)
R=constante universal (0.082atm.L/mol.K)
T=temperatura (kelvin)
No experimento III, foram
0,5448g de gás oxigênio.
obtidos
Sabendo-se que M(O2)=32,00g/mol,
tem-se:
n=0,5448g/(32,00g/mol)
n=0,01703mol
Aplicando-se pV=nRT, obtém-se:
V=(0,0173x0.082x298/1,0)=0,416L
Qual massa de dióxido de carbono pode
ser obtida a partir da reação completa
de 3,000g de carbonato de sódio com
ácido*?
*Lavoisier conhecia o ácido obtido do sal marinho, o “ácido muriático”. Tal ácido, atualmente denominado ácido clorídrico, foi
empregado no experimento. No entanto, a constituição desse ácido na época da publicação do Tratado Elementar de Química
(1789), escrito por Lavoisier, era desconhecida.
Equação Balanceada:
1Na2CO3 (s) +2HCl(aq) → 2NaCl + 1H2O + 1CO2(g)
1x105,99
1x44,01
3,000
X
X = 1,246g
Substância
Fórmula
Massa Molar
(g/mol)
carbonato de sódio
Na2CO3
105,99
dióxido de carbono
CO2
44,01
Substância
Fórmula
Massa Molar (g/mol)
água
H2O
18,02
etanol
CH3CH2OH
46,07
magnésio
Mg
24,31
oxigênio
O2
32,00
óxido de magnésio
MgO
40,31
monóxido de carbono
CO
28,01
dióxido de carbono
CO2
44,01