31/1/2011
PROF. DÊNIS
ALUNO(A)
FUNDAMENTOS TEÓRICOS
CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOS
A seguir devemos igualar o número de elétrons:
1) DEFINIÇÃO
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Pra que o cálculo proporcional esteja devidamente
acertado se faz necessário o balanceamento da reação
química em questão.
BALANCEAMENTO DE EQUAÇÕES QUÍMICAS
DEFINIÇÃO
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Uma das maneiras de balancear uma equação química
é usar o Método das Tentativas, ao qual sugerimos
a seguinte seqüência:
1º) Ajustar os átomos dos metais;
2º) Ajustar os átomos dos ametais;
3º) Ajustar os átomos de hidrogênio;
4º) Ajustar os átomos de oxigênio.
Exemplo:
Balancear a equação química:
Aℓ(OH)3 + H2S → Aℓ2S3 + H2O
OBS: MÉTODO DA OXI-REDUÇÃO
Como
nas
reações
de
óxido-redução
ocorre
transferência de elétrons, para fazer o balanceamento
devemos igualar o número de elétrons perdidos e
recebidos. Para isso, devemos inicialmente determinar
o número de elétrons perdidos ou recebidos para cada
espécie química, que corresponde à variação do Nox
(ΔNox).
Ex1: Observe a reação abaixo:
Esses números de átomos correspondem aos
coeficientes
dessas
espécies;
a
partir
deles
determinamos os coeficientes das outras espécies,
obtendo a equação balanceada:
EX2: Observe a reação abaixo:
Inicialmente determinaremos a variação de nox e
veremos a substância que contém os elementos
afetados.
Todo o manganês (Mn) presente no KMnO4 sofreu
redução, originando o MnCl2:
O cloro presente no HCl originou KCl, MnCl2 e Cl2, mas
somente uma parte dos seus átomos oxidou-se,
originando o Cl2, que é a parte que nos interessa:
A seguir, determinamos os coeficientes para cada
espécie em que houve variação do Nox, sabendo que
isso pode ser feito simplesmente atribuindo o ΔNox de
uma espécie como coeficiente da outra espécie. Assim,
temos:
Feito o correto balanceamento da equação química;
Todo problema de cálculo estequiométrico está
baseado na proporção em mols dos participantes da
reação, seguindo a Lei de Proust ou Lei das Proporções
Constantes ("Numa reação química existe uma
proporção constante entre as quantidades de
reagentes e produtos”). Isso nos permite utilizar a
regra de três simples para efetuar os cálculos.
2) PROCEDIMENTO PARA RESOLVER EXERCÍCIOS
DE CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
3) RENDIMENTO DE UMA REAÇÃO
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A) Escrever a equação da reação química;
EX:
B) Acertar os coeficientes (fazer o balanceamento =
igualar o número de átomos);
C) Obter a PROPORÇÃO EM MOLS através dos
coeficientes estequiométricos.
OBS: PARA REAÇÕES COM O RENDIMENTO DE 100%,
TODO O REAGENTE SE TRANSFORMARÁ EM PRODUTO.
4) REAGENTE LIMITANTE E EM EXCESSO
Quando misturamos dois reagentes que não estão em
proporção estequiométrica, um deles será consumido
totalmente, sendo denominado reagente LIMITANTE. O
outro reagente, do qual restará certa quantidade sem
reagir, será denominado reagente em EXCESSO.
Exemplo 3:
Foram misturados 40 g de hidrogênio (H2) com 40 g
de oxigênio (O2), com a finalidade de produzir água,
segundo a equação:
LEMBRE-SE DE QUE:
Determine:
a) o reagente limitante;
b) a massa do produto formado;
c) a massa do reagente em excesso.
EXERCÍCIOS
Exemplo1:
_______________Questão 01_______________
A combustão completa do metano (CH4) produz
dióxido de carbono (CO2) e água. A alternativa que
representa o número de mol de CO2 produzido na
combustão de 0,3 mol de CH4 é:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
a) 1,2.
b) 0,6.
c) 0,9.
Exemplo 2:
Quantos mols de nitrogênio são necessários para
produzir 10 mols de amônia?
N2 (g) + 3H2(g) → 2NH3(g)
d) 0,3
e) 1,5
_______________Questão 02_______________
Dada a reação não-balanceada:
Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2,
calcule:
a) o número de mol de átomos de zinco que reagem
completamente com 20 mol de moléculas de ácido
clorídrico.
b) o número de mol de gás hidrogênio que se forma a
partir de 6 mols de ácido clorídrico.
_______________Questão 03_______________
Quantos gramas de H2 são liberados na reação
completa de 1 mol de cálcio metálico com ácido
clorídrico? (Dado: H2 = 2 g/mol)
Ca + 2 HCl → CaCl2 + H2
a) 1.
d) 4.
b) 2.
e) 5.
c) 3.
_______________Questão 04_______________
Dada a equação química não-balanceada:
Na2CO3 + HCl → NaCl + CO2 + H2O
A massa de carbonato de sódio que reage
completamente com 0,25 mol de ácido clorídrico
é: (Dado: Na2CO3 = 106 g · mol–1)
A) 6,62 g.
C) 13,25 g.
E) 20,75 g.
B) 26,50 g.
D) 10,37 g.
_______________Questão 05_______________
Uma vela de parafina queima-se, no ar ambiente, para
formar água e dióxido de carbono. A parafina é
composta por moléculas de vários tamanhos, mas
utilizaremos para ela a fórmula C25H52. Tal reação
representa-se pela equação:
C25H52 + O2
→ H2O + CO2
a) Equilibre a reação.
b) Quantos mol de oxigênio são necessários
para queimar um mol de parafina?
c) Quanto pesa esse oxigênio?
(massas molares: H = 1 g/mol; C = 12 g/mol;
O = 16 g/mol)
_______________Questão 06_______________
O gás resultante da combustão de 160 g de enxofre
reage completamente em NaOH. Calcule a massa de
Na2SO3 obtido. (massas molares: S = 32 g/mol;
Na2SO3 = 126 g/mol)
S + O2 → SO2
SO2 + 2 NaOH → Na2SO3 + H2O
_______________Questão 07_______________
O menor coeficiente inteiro do cloreto de sódio (NaCl)
na equação a seguir é:
...Al2(SO4)3 + ...NaCl → ...AlCl3 + ...Na2SO4
a) 2
c) 6
e) 1
b) 4
d) 8
_______________Questão 08_______________
Através da reação de combustão da amônia (NH3),
podemos obter o óxido nítrico (NO). Essa reação pode
ser representada pela seguinte equação química não
balanceada:
NH3 + O2 → NO + H2O
Após o balanceamento da equação, a soma de todos
os coeficientes mínimos e inteiros das espécies
químicas envolvidas é igual a:
a) 9
c) 15
b) 13
d) 19
_______________Questão 09_______________
O hidrogênio é o elemento mais abundante na nossa
galáxia, ocorrendo, principalmente na superfície solar,
como H2 e, nos oceanos, lagos e gelos, como H2O. É
um importante agente redutor, usado industrialmente
nas hidrogenações catalíticas. O hidrogênio pode ser
obtido através de vários processos, entre eles:
Para balancear corretamente as equações, o
coeficiente da molécula de hidrogênio em cada reação
é, respectivamente:
a) 1 - 2 - 14.
d) 1 - 1 - 38.
b) 2 - 1 - 38.
e) 1 - 2 - 19.
c) 2 - 1 - 19.
_______________Questão 10_______________
O óxido de alumínio (Aℓ2O3) é utilizado como
antiácido. A reação que ocorre no estômago é:
xAℓ2O3 + yHCℓ → zAℓCℓ3 + wH2O
Os coeficientes x, y, z e w são, respectivamente:
a) 1, 2, 3 e 6
b) 1, 6, 2 e 3
c) 2, 3, 1 e 6
d) 2, 4, 4 e 3
e) 4, 2, 1 e 6
_______________Questão 11_______________
O carbeto de silício (SiC) possui uma estrutura idêntica
à do diamante e, por isso, apresenta elevada dureza,
sendo utilizado, por exemplo, na confecção de esmeril
para afiar facas e no corte de vidros. Uma forma de
obtenção do carbeto de silício dá-se por meio da
reação de aquecimento de coque com areia, conforme
expressa a equação a seguir:
3 C + SiC + SiO2 → SiC + 2 CO
A massa de carbeto de silício, em kg, que se forma a
partir da utilização de 1 kg de carbono presente no
coque é, aproximadamente:
a) 0,33.
d) 1,44.
b) 0,78.
e) 3,33.
c) 1,11.
_______________Questão 12_______________
Fosgênio, COCl2, é um gás venenoso. Quando inalado,
reage com a água nos pulmões para produzir ácido
clorídrico (HCl), que causa graves danos pulmonares,
levando, finalmente, à morte: por causa disso, já foi
até usado como gás de guerra. A equação química
dessa reação é:
COCl2 + H2O → CO2 + 2 HCl
Se uma pessoa inalar 198 mg de fosgênio, a massa de
ácido clorídrico, em gramas, que se forma nos
pulmões, é igual a:
a) 1,09 . 10-1.
d) 3,65 . 10-2.
-1
b) 1,46 . 10 .
e) 7,30 . 10-2.
-1
c) 2,92 . 10 .
_______________Questão 13_______________
O óxido de alumínio (Al2O3) é utilizado como
antiácido. Sabendo-se que a reação que ocorre no
estômago é:
1 Al2O3 + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2O
A massa desse óxido que reage com 0,25 mol de ácido
será:
a) 3, 25 g.
d) 6, 55 g.
b) 4, 25 g.
e) 7, 45 g.
c) 5, 35 g.
_______________Questão 14_______________
Atualmente, sistemas de purificação de emissões
poluidoras estão sendo exigidos por lei em um número
cada vez maior de países. O controle das emissões de
dióxido de enxofre gasoso, provenientes da queima de
carvão que contem enxofre, pode ser feito pela reação
desse gás com uma suspensão de hidróxido de cálcio
em água, sendo formado um produto não poluidor do
ar. A queima do enxofre e a reação do dióxido de
enxofre com o hidróxido de cálcio, bem como as
massas de algumas das substâncias envolvidas nessas
reações, podem ser assim representadas:
enxofre (32g) + oxigênio (32g) => dióxido de enxofre
(64g)
dióxido de enxofre (64g) + hidróxido de cálcio (74g)
=> produto não poluidor
Dessa forma, para absorver todo o dióxido de enxofre
produzido pela queima de uma tonelada de carvão
(contendo 1% de enxofre), é suficiente a utilização de
uma
massa
de
hidróxido
de
cálcio
de,
aproximadamente,
a) 23 Kg
d) 74 Kg
b) 43 Kg
e) 138 Kg
c) 64 Kg
_______________Questão 15_______________
Determinada Estação trata cerca de 30.000 litros de
água por segundo. Para evitar riscos de fluorose, a
concentração máxima de fluoretos nessa água não
deve exceder a cerca de 1,5 miligrama por litro de
água. A quantidade máxima dessa espécie química que
pode ser utilizada com segurança, no volume de água
tratada em uma hora, nessa estação, é:
a) 1,5 Kg
d) 4,5 Kg
b) 96 Kg
e) 124 Kg
c) 162 Kg
_______________Questão 16_______________
No processo de produção do ferro, a sílica é removida
do minério por reação com calcário (CaCO3). Sabe-se,
teoricamente (cálculo estequiométrico), que são
necessários 100 g de calcário para reagir com 60 g de
sílica.Dessa forma, pode-se prever que, para a
remoção de toda a sílica presente em 200 toneladas do
minério na região 1, a massa de calcário necessária é,
aproximadamente, em toneladas, igual a:
a) 1,9.
c) 3,2.
e) 5,1.
b) 6,4
d) 8,0
c) 3,2.
_______________Questão 17_______________
Em siderurgia, uma das reações é dada pela
equação química:
CO(g) + FeO(s) → Fe(l) + CO2(g)
Admita que a amostra de FeO tenha 60% em massa
de pureza. Nestas condições, para cada mol de ferro
produzido, a massa de FeO impuro necessária será:
(massas atômicas: Fe = 56, O = 16)
a) 120 g.
b) 72 g.
c) 60 g.
d) 43 g.
e) 56 g.
_______________Questão 18_______________
Para obtermos 17,6 g de gás carbônico (CO2) pela
queima total de um carvão com 60% de pureza,
necessitaremos de uma amostra de carvão com massa
igual a: (massas atômicas: C = 12, O = 16)
a) 2,4 g.
c) 8,0 g.
e) 17,6 g.
b) 4,8 g.
d) 16,0 g.
_______________Questão 19_______________
Qual a quantidade máxima, em gramas, de carbonato
de cálcio que pode ser preparada misturando-se 2 mol
de carbonato de sódio com 3 mol de cloreto de cálcio,
segundo a equação:
Na2CO3(aq) + CaCl2(aq)
CaCO3(aq) + NaCl(aq)
(massas atômicas: Na = 23, C = 12, O = 16,
Ca = 40, Cl = 35,5)