Estequiometria
•
•
•
•
As reações químicas apresentam coeficientes estequiométricos que representam as proporções em mols, por exemplo,
nesta reação: 1 ( ) + 3 ( ) → 2
podemos afirmar que para formar 2 mol de amônia é necessário 1 mol de
( )
gás nitrogênio e 3 mol de gás oxigênio; para formar 4 mol de amônia é necessário 2 mol de gás nitrogênio e 6 de gás
hidrogênio e assim por diante...
Para se resolver exercícios de estequiometria, será usado muito regra de três simples estuda na matemática.
Reagente limitante e reagente em excesso:
Reagente limitante: quando o reagente (reagente limitante) acaba antes dos outros reagentes (reagentes em
excesso), assim, ocorre à paralisação da reação, isto é, para de se formar produto.
Reagente em excesso: quando sobra reagente (reagente em excesso) mesmo após o término da reação devido
à falta de algum outro reagente (reagente limitante).
Impureza: o grau de impureza representa a porcentagem da massa da amostra que de fato é a da substância de
interesse.
Obs.: para compreender melhor os conceitos da estequiometria e a resolução de problemas envolvendo esse assunto,
resolveremos algumas questões:
•
Questões clássicas sobre estequiometria geral:
1. (Ufsj 2013) A adição de cloreto de sódio em água de piscinas, seguida de sua eletrólise, gerando hipoclorito de sódio no meio,
3
é um tratamento que vem sendo utilizado em vários estabelecimentos e residências. Uma piscina de 100 m tratada com 11,8
mg de cloreto de sódio para cada litro de água e que foi regulada para eletrolisar a metade da massa do sal adicionado, irá
produzir uma porcentagem (em g/L) de hipoclorito de sódio igual a
a) 7,5 b) 0,59 c) 5,9 d) 0,75
Resposta: [D]
Teremos:
11,8 mg
1180g
1L
100 × 1000 L
1180 g
= 590 g
2
NaCℓ + H2O → H2 + NaCℓO
Metade da massa =
58,5 g
590 g
74,5 g
mNaCℓO
mNaCℓO = 751,36 g
100 m3 ≈ 100.000 g de solução
100.000 g
100 %
751,36 g
p = 0,75 %
•
p
Questões clássicas sobre estequiometria envolvendo volume de gás:
1. (Espcex (Aman) 2014) Considerando a equação não balanceada da reação de combustão do gás butano
descrita por C4H10 ( g) + O2 ( g) → CO2 (g) + H2O(g), a 1 atm e 25° (condições padrão) e o comportamento desses como
gases ideais, o volume de gás carbônico produzido pela combustão completa do conteúdo de uma botija de gás contendo 174,0
g de butano é:
Dados:
Massas Atômicas: C = 12 u; O = 16 u e H = 1 u;
Volume molar nas condições padrão: 24,5 L ⋅ mol−1.
a) 1000,4 L b) 198,3 L c) 345,6 L d) 294,0 L e) 701,1 L
www.soexatas.com
Página 1
Resposta: [D]
Balanceando a equação, vem:
13
C4H10 ( g ) +
O2 ( g ) → 4CO2 (g) + 5H2O(g)
2
58 g
4 × 24,5 L
174 g
VCO
2
VCO = 294,0 L
2
2. (Uerj 2014) Uma das técnicas empregadas para separar uma mistura gasosa de CO2 e CH4 consiste em fazê-la passar por uma
solução aquosa de Ba(OH)2.
Uma amostra dessa mistura gasosa, com volume total de 30 L, sob temperatura de 27 °C e pressão de 1 atm, ao reagir com a
solução aquosa de Ba(OH)2, produz a precipitação de 98,5 g de BaCO3. A fração gasosa remanescente, nas mesmas condições de
temperatura e pressão, contém apenas CH4.
O volume, em litros, de CH4 remanescente é igual a:
-1
-1
Dado: R = 0,082 atm.L.mol .K .
a) 10 b) 12 c) 15 d) 18
Resposta: [D]
Teremos:
CO2 + Ba(OH)2 → H2O + BaCO3
44 g
197 g
mCO2
98,5 g
mCO2 = 22 g
22
= 0,5 mol
44
P× V = n×R× T
1× VCO2 = 0,5 × 0,082 × (27 + 273)
nCO =
2
VCO2 = 12,3 L
V = VCO2 + VCH4
30 = 12,3 + VCH
4
VCH = 17,7 L = 18 L
4
•
Questões clássicas sobre estequiometria envolvendo reagente limitante e reagente em excesso:
2+
1. (Fuvest 2014) Para estudar a variação de temperatura associada à reação entre Zn(s) e Cu (aq), foram realizados alguns
experimentos independentes, nos quais diferentes quantidades de Zn(s) foram adicionadas a 100 mL de diferentes soluções
aquosas de CuSO4. A temperatura máxima (Tf) de cada mistura, obtida após a reação entre as substâncias, foi registrada
conforme a tabela:
Quantidade de
Quantidade de
Quantidade de
Tf
2+
Experimento
matéria de Zn(s)
matéria de Cu (aq)
matéria total*
(°C)
(mol)
(mol)
(mol)
1
0
1,0
1,0
25,0
2
0,2
0,8
1,0
26,9
3
0,7
0,3
1,0
27,9
4
X
Y
1,0
T4
2+
*Quantidade de matéria total = soma das quantidades de matéria iniciais de Zn(s) e Cu (aq).
a) Escreva a equação química balanceada que representa a transformação investigada.
b) Qual é o reagente limitante no experimento 3? Explique.
www.soexatas.com
Página 2
c) No experimento 4, quais deveriam ser os valores de X e Y para que a temperatura T4 seja a maior possível? Justifique sua
resposta.
Resposta:
a) Equação química balanceada que representa a transformação investigada:
Zn(s) + CuSO4 (aq) → Cu(s) + ZnSO4 (aq)
b) O reagente limitante no experimento é o sulfato de cobre (CuSO4 ). Observe:
Quantidade de
Quantidade de
Quantidade de
Tf
2+
matéria total*
Experimento
matéria de Zn(s)
matéria de Cu (aq)
(°C)
(mol)
(mol)
(mol)
3
0,7
0,3
1,0
27,9
2+
*Quantidade de matéria total = soma das quantidades de matéria iniciais de Zn(s) e Cu (aq).
Zn(s) + CuSO4 (aq) → Cu(s) + ZnSO4 (aq)
ou
Zn(s) + Cu2+ (aq) + SO42− (aq) → Cu(s) + Zn2+ (aq) + SO42− (aq)
Zn(s) + Cu2+ (aq) → Cu(s) + Zn2+ (aq)
1 mol
1 mol
0,7 mol
0,3 mol
0,3 mol reage;
excesso de
0,4 mol
(0,7 −0,3)
Limi tan te
c) Teremos:
Quantidade de
Quantidade de
Quantidade de
2+
matéria de Zn(s)
matéria de Cu (aq)
matéria total*
(mol)
(mol)
(mol)
4
X = 0,5 mol
Y = 0,5 mol
1,0
2+
*Quantidade de matéria total = soma das quantidades de matéria iniciais de Zn(s) e Cu (aq).
Experimento
Tf
(°C)
T4
A temperatura T4 será a maior possível quando: X = Y = 0,5 mol, pois a quantidade total de matéria é 1,0 mol e não há excesso
de reagente.
•
Questões clássicas sobre estequiometria envolvendo impureza:
1. (Enem 2009) O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é obtido por meio da destilação fracionada de soluções
aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa. Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é aumentado, até o
limite de 96 % em massa.
Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800 kg de uma mistura etanol/água com concentração 20 % em massa de
etanol foram destilados, sendo obtidos 100 kg de álcool hidratado 96 % em massa de etanol. A partir desses dados, é correto
concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma concentração de etanol em massa
a) de 0 %.
b) de 8,0 %.
c) entre 8,4 % e 8,6 %.
d) entre 9,0 % e 9,2 %.
e) entre 13 % e 14 %.
Resposta: [D]
De acordo com os dados do enunciado, teremos:
De acordo com o enunciado foram obtidos 100 kg de álcool
hidratado 96 %, ou seja, 96 kg de etanol e 4 kg de água.
800 kg (mistura)  100 %
m(etanol)  20 %
Massa de etanol = 160 kg – 96 kg = 64 kg (resíduo)
m(etanol) = 160 kg
Massa de água = 640 kg – 4 kg = 636 kg (resíduo)
Conclusão:
Massa total = 64 kg + 636 kg = 700 kg (resíduo)
m(etanol) = 160 kg
700 kg  100 %
m(água) = 640 kg
www.soexatas.com
64 kg  p
p = 9,14 %
Página 3
Bibliografia
Peruzzo, Miragaia Francismo; Canto, Eduardo Leite do. Química na abordagem do cotidiano 1 (Química Geral e Inorgânica). 4ª Edição. São Paulo. Editora Moderna,
2006
www.soexatas.com
Página 4