Universidade Federal de Itajubá
Engenharia de Produção 2009
ESTEQUIOMETRIA: Cálculos
com fórmulas e equações
químicas.
Bianca Pereira Ribeiro
Natália Silva Braga
O QUE É
ESTEQUIOMETRIA?
Equações químicas
CH4 + O2  CO2 + H20 (não balanceada)
COEFICIENTE = quantidade
ÍNDICE = identidade
CH4 + 2 O2

CO2 + 2 H20
produz
REAGENTES
PRODUTOS
(balanceada)
Tipos de reações
Síntese ou Combinação:
A
+
B
Ex: H2 + O2
8 Fe + S8
AB
H 2O
8 FeS
Tipos de reações
Análise ou Decomposição:
AB
Calor
A
+
B
Pirólise
“i”
Eletrólise
luz
Fotólise
Ex: CaCO3
CaO + CO2
Tipos de reações
Combustão:
combustível
comburente
Hidrocarbonetos + O2
ou
Derivados
oxigenados
Ex: C3H8(g) + 5 O2(g)
CO2 + H2O
3 CO2(g) + 4 H20(g)
Caso Particular: Glicose + O2
CO2 + H2O
( reação de oxidação)
Massa molecular
MM de C6H1206 = 6 (12,0 u) + 12 (1,0 u) + 6 (16,0 u) = 180,0 u
•A COMPOSIÇÃO PERCENTUAL é a porcentagem em
massa de cada elemento em determinada substância.
% do elemento= (número de átomos do elemento) ∙ (MA do elemento) ∙ (100%)
(massa molecular do composto)
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%
O mol
Um mol é a quantidade de matéria que contém tantos
objetos (átomos, moléculas ou o que considerarmos)
quanto o número de átomos em exatamente 12 g de 12C
isotopicamente puro.
• 1 mol = 6,0221421 x 1023 = constante de Avogadro.
•
1 mol de átomos de ¹²C = 6,02 x 10²³ átomos de ¹²C
1 mol de moléculas de NaCl = 6,02 x 10²³ moléculas de NaCl
1 mol de íons de NO3 = 6,02 x 10²³ íons de NO3
Massa Molar
Massa Molar
É a massa em gramas de um mol de certa substância (g/mol)
• Sempre numericamente igual à sua massa molecular (em u).
•
Relações Molares:
Nome
Fórmula
Massa
molecular (u)
Nitrogênio
atômico
N
14,0
Nitrogênio
molecular
Cloreto de
bário
N2
BaCl2
28,0
208,2
Massa
molar
(g/mol)
Número e tipo de partícula em
1 mol
14,0
6,02 ∙ 1023 átomos de N
28,0
6,02 ∙ 1023 moléculas de N2
2 (6,02 ∙ 1023) átomos de N
208,2
6,02 ∙ 1023 unidades de BaCl2
2 (6,02 ∙ 1023) íons de Cl-
Conversões entre massa, mol e
número de partículas
GRAMAS
Use
massa
molar
MOLS
Use
constante
de
Avogadro
FÓRMULAS
UNITÁRIAS
EXERCÍCIO: Calcular quantos átomos de cobre há em uma moeda de cobre de 3 g.
Átomos de Cu = (3g de Cu)
1 mol de Cu
63,5g de Cu
6,02 x 10²³ átomos de Cu
1 mol de Cu
= 3 x 10²² átomos
de Cu
Fórmulas mínimas a partir de análise
Porcentagem em
massa dos
elementos
Supor
100 g de
amostra
Massa de
cada
elemento
Fórmula
mínima
Calcular
razão
molar
Use
massas
atômicas
Mols de
cada
elemento
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:
3x
C
:
H
:
O
1,00 : 1,33 : 1,00 = 3 : 4 : 3
Fórmula Mínima = C3H4O3
Informações quantitativas a partir de
equações balanceadas
Gramas da
substância A
1,00g C6H12O6
Utilize massa molar de A
x
1 mol C6H12O6
C6H12O6(s) + 6O2(g)
1mol
6mols
EXERCICIO: Quantos gramas de água
são produzidos na oxidação de 1,00 g
de glicose?
5,56 x 10 ³ mols de
C6H12O6
0,600g de H2O
Utilize massa molar de B
x
180,0g de C6H12O6
Quantidade de matéria
da substância A
Gramas da
substância B
6CO2(g) + 6H2O(l)
18g de H2O
1mol de H2O
Use coeficientes de A e B a
partir da equação balanceada
x
Quantidade de matéria
da substância B
6 mols de H2O
1mol de C6H12O6
3,33x10 ² mols de H2O
Reagentes Limitantes
É o reagente consumido completamente em uma reação.
Determina a quantidade de produto formada.
Ex.:
N2(g) +
3 H2(g)
3 mols
6 mols
Em excesso
Limitante
2 NH3(g)
Rendimentos Teóricos
Rendimento Real
Rendimento percentual =
<
Rendimento Teórico
Rendimento real
Rendimento teórico
x 100 %
Referências Bibliográficas
1. QUÍMICA : A CIÊNCIA CENTRAL - Editora Pearson Brown , Lemay , Bursten.
2. Wikipédia – http://pt.wikipedia.org/wiki/Combustão