cálculo estequiométrico
Post on 29-Jun-2015
319 Views
Preview:
TRANSCRIPT
11
CÁLCULOS CÁLCULOS ESTEQUIOMÉTRICOSESTEQUIOMÉTRICOS
cv/2009
22
IntroduçãoIntrodução
Conhecendo a quantidade de reagentes Conhecendo a quantidade de reagentes numa reacção, será possível saber a numa reacção, será possível saber a quantidade de produtos de reacção?quantidade de produtos de reacção?
Que quantidade de reagente terá de ser Que quantidade de reagente terá de ser usado para obter uma dada quantidade de usado para obter uma dada quantidade de produto?produto?
33
Cálculos EstequiométricosCálculos Estequiométricos A A estequiometriaestequiometria de uma reacção química de uma reacção química
representa as relações mássicas entre representa as relações mássicas entre reagentes e produtos.reagentes e produtos.
Cálculos estequiométricosCálculos estequiométricos
ExemploExemplo
2CO (g) + O2CO (g) + O22(g) (g) ⇒⇒ 2CO 2CO22(g)(g)2 moles2 moles de monóxido de carbono reagem com de monóxido de carbono reagem com 1 mole1 mole de de
oxigénio originando oxigénio originando 2 moles 2 moles de dióxido de carbonode dióxido de carbono
44
Cálculos Estequiométricos – passosCálculos Estequiométricos – passos
1.1. Escrever correctamente as fórmulas químicas dos Escrever correctamente as fórmulas químicas dos reagentes e produtos e acertar a equação resultante.reagentes e produtos e acertar a equação resultante.
2.2. Converter a quantidade das substâncias (reagentes ou Converter a quantidade das substâncias (reagentes ou produtos) em moles.produtos) em moles.
3.3. Calcular o nº de moles desconhecido a partir dos Calcular o nº de moles desconhecido a partir dos coeficientes estequiométricos (equação acertada).coeficientes estequiométricos (equação acertada).
4.4. Converter o nº de moles calculado para a unidade Converter o nº de moles calculado para a unidade requerida.requerida.
5.5. Verificar se o resultado tem significado físico.Verificar se o resultado tem significado físico.
55
Exercício 1Exercício 1 Calcular o volume de HCalcular o volume de H22SOSO44 18 M e a massa de 18 M e a massa de
ferro necessárias para produzir 10,0 g de hidrogénio.ferro necessárias para produzir 10,0 g de hidrogénio.
ResoluçãoResolução
1º Escrever e acertar a equação química1º Escrever e acertar a equação química
HH22SOSO4 4 (aq) + Fe (s) (aq) + Fe (s) ⇒⇒ FeSO FeSO4 4 (aq) + H(aq) + H22 (g) (g)
2º Converter os dados em nº moles2º Converter os dados em nº moles
M(HM(H22) = 2,016 g/mol) = 2,016 g/mol m(Hm(H22) =10,0 g ) =10,0 g
n = 10,0/2,016 = 4,96 mol de Hn = 10,0/2,016 = 4,96 mol de H22
66
3º Pela estequiometria da reacção determina-se a quantidade de 3º Pela estequiometria da reacção determina-se a quantidade de
HH22SOSO44 e de Fe necessárias e de Fe necessárias
1 mole de ácido reage com 1 mole de ferro originando 1 mole hidrogénio:
n n HH22 = = n Hn H22SOSO4 4 = 4,96 mol = n Fe = 4,96 mol= 4,96 mol = n Fe = 4,96 mol
4º Converte-se a quantidade de substância calculada nas 4º Converte-se a quantidade de substância calculada nas unidades requeridasunidades requeridas
n (Hn (H22SOSO44) = 4,96 mol ) = 4,96 mol [H[H22SOSO44] = 18 M = 18 mol/dm] = 18 M = 18 mol/dm33
V (HV (H22SOSO44) = 4,96 / 18 = 0,28 L) = 4,96 / 18 = 0,28 L
n (Fe) = 4,96 moln (Fe) = 4,96 mol M (Fe) = 55,85 g/molM (Fe) = 55,85 g/mol
m (Fe) = 4,96 x 55,85 = 277 gm (Fe) = 4,96 x 55,85 = 277 g
5º Verificar o significado físico do resultado5º Verificar o significado físico do resultado
Os valores obtidos têm significado físico. Os valores obtidos têm significado físico.
77
simulaçõessimulações
http://http://www.fq.ciberprof.comwww.fq.ciberprof.com//stoic_excess_oxy.htmlstoic_excess_oxy.html
88
Reagente limitanteReagente limitante Está presente em defeito relativamente às Está presente em defeito relativamente às
proporções estabelecidas pela correspondente proporções estabelecidas pela correspondente equação química (proporções estequiométricas).equação química (proporções estequiométricas).
É consumido totalmente em primeiro lugar. Quando É consumido totalmente em primeiro lugar. Quando este reagente é consumido não se forma mais este reagente é consumido não se forma mais produto.produto.
• Reagente cuja quantidade (número de moles) Reagente cuja quantidade (número de moles) determina, limitando, a quantidade máxima de determina, limitando, a quantidade máxima de reagente consumido e de produto formado.reagente consumido e de produto formado.
99
Cálculo do reagente limitanteCálculo do reagente limitante Considerando a reacção genérica:Considerando a reacção genérica: xA + yB xA + yB ⇒⇒ AxBy AxBy SeSe
SeSe
n An A xx
n Bn B yy
>>
Reagente AReagente A
n An A xx
n Bn B yy>> Reagente BReagente B
Reagente limitante é:Reagente limitante é:
Exemplo -Exemplo - CH CH44 (g) + 2O (g) + 2O22(g) (g) ⇒⇒ CO CO22 (g) + (g) + 2H2H22OO (l) (l)
Para calcular reagente limitante calcula-se:Para calcular reagente limitante calcula-se:n n CHCH44
11n n OO22
22e O menor quociente corresponde ao reagente limitante
1010
Exercício 2 - Exercício 2 - Qual é o reagente limitante na reacção entre Qual é o reagente limitante na reacção entre 12,0 g de ácido acético e 6,0 g de hidróxido de sódio? 12,0 g de ácido acético e 6,0 g de hidróxido de sódio? Quantas moles se formam de acetato de sódio?Quantas moles se formam de acetato de sódio?
ResoluçãoResolução
CHCH33COOHCOOH (aq) + NaHO (aq) (aq) + NaHO (aq) ⇒⇒ CHCH33COONaCOONa (aq) + (aq) + HH22OO (l) (l)12,0 g 6,0 g12,0 g 6,0 g
n (n (CHCH33COOHCOOH) = 12,0 g/60,0 g.mol) = 12,0 g/60,0 g.mol-1-1 = 0,200 mol = 0,200 mol
n (NaOH) = 6,0 g/40,0 g.moln (NaOH) = 6,0 g/40,0 g.mol-1-1 = 0,15 mol = 0,15 mol →→ Reagente LimitanteReagente Limitante
CHCH33COOH + NaHO COOH + NaHO ⇒⇒ CH CH33COONa + HCOONa + H22OOA.R. A.R. 0,200 mol 0,15 mol0,200 mol 0,15 mol
0,200-0,15 0,15-0,150,200-0,15 0,15-0,15 0+0,15 0+0,15
D.R. D.R. 0,05 mol 0,00 mol 0,15 mol0,05 mol 0,00 mol 0,15 mol
Massas molares: Massas molares: MM(CHMM(CH33COOH)= 60,0 g/mol; COOH)= 60,0 g/mol; MM(NaHO)= 40,0 g/mol; MM(NaHO)= 40,0 g/mol; MM(CHMM(CH33COONa )=82,0 g/mol COONa )=82,0 g/mol
1111
Reacções CompletasReacções Completas
Esquema de uma reacção completaEsquema de uma reacção completaReacções completas - Reacções completas - Completamente deslocadas no sentido Completamente deslocadas no sentido dos produtos (esgota-se pelo menos um dos reagentes)dos produtos (esgota-se pelo menos um dos reagentes)
1212
Reacções não completas Reacções não completas
Reacções não completas - Reacções não completas - NãoNão se esgota nenhum reagentese esgota nenhum reagente
Esquema de uma reacção não completaEsquema de uma reacção não completa
1313
Rendimento de uma ReacçãoRendimento de uma Reacção
Rendimento - Rendimento - proporção da conversão na prática proporção da conversão na prática – – (quantidade de produto obtido)(quantidade de produto obtido) em relação à em relação à conversão máxima conversão máxima (quantidade de produto se fosse (quantidade de produto se fosse reacção completa)reacção completa)
Rendimento = x 100%Quantidade de produto obtidoQuantidade de produto obtidose a reacção fosse completa
1414
Rendimento de uma ReacçãoRendimento de uma Reacção Numa reacção completa a conversão dos reagentes Numa reacção completa a conversão dos reagentes
em produtos é total em produtos é total Rendimento 100%Rendimento 100% Conversão máximaConversão máxima (rendimento máximo): quantidade (rendimento máximo): quantidade
de produto que se espera obter quando de produto que se espera obter quando todo o RL todo o RL foi consumido.foi consumido.
Na prática, a conversão de reagentes em produtos Na prática, a conversão de reagentes em produtos é sempre inferior à conversão máxima devido a: é sempre inferior à conversão máxima devido a: Reacções reversíveisReacções reversíveis Produtos reagem entre si, formando novos produtosProdutos reagem entre si, formando novos produtos
1515
Exercício 3Decompuseram-se termicamente (pirólise) 200,0 g de
calcário, recolhendo-se 70,86 g de dióxido de carbono. Calcule o rendimento da reacção. MM (CaCO3) = 100,09 g/mol
Resolução MM (CO2) = 44,01 g/mol
Decomposição térmica:
CaCO3 (s) CaO (s) + CO2 (g)
m (CaCO3) = 200,0 g
n (CaCO3) = 200,0 / 100,09 = 1,998 mol n (CO2) = mol
m (CO2) no caso conv.total = 1,998 x 44,01 = 87,93 g
Rendimento = (70,86/87,93) x 100 = 80,59 %
∆
1616
Pureza dos ReagentesPureza dos Reagentes Qualquer composto é sempre acompanhado por maior Qualquer composto é sempre acompanhado por maior
ou menor quantidade de outras substâncias -impurezas.ou menor quantidade de outras substâncias -impurezas. A quantidade de impurezas é bastante variávelA quantidade de impurezas é bastante variável É possível diminuir a percentagem de impurezas É possível diminuir a percentagem de impurezas
através de diversos processos de purificação, através de diversos processos de purificação, (diferentes graus de pureza) o que vai condicionar o (diferentes graus de pureza) o que vai condicionar o custo do composto.custo do composto.
Nos reagentes não puros, começa-se por determinar a Nos reagentes não puros, começa-se por determinar a quantidade efectiva da substância reagentequantidade efectiva da substância reagente
1717
Pureza dos ReagentesPureza dos Reagentes
Os valores para os graus de pureza Os valores para os graus de pureza expressos nos recipientes ou embalagens e expressos nos recipientes ou embalagens e nos catálogos são percentagens mássicas.nos catálogos são percentagens mássicas.
Nos problemas que envolvam um ou mais Nos problemas que envolvam um ou mais reagentes com impurezas, começa-se reagentes com impurezas, começa-se sempre por calcular a massa do composto sempre por calcular a massa do composto puro e depois o número de moles.puro e depois o número de moles.
1818
Exercício 4Exercício 4 Se o ferro obtido no exercício 1 tivesse 5,0% de Se o ferro obtido no exercício 1 tivesse 5,0% de
impurezas não reactivas, qual a massa de ferro impuro (x) impurezas não reactivas, qual a massa de ferro impuro (x) de que se deveria partir para obter a mesma quantidade de que se deveria partir para obter a mesma quantidade de hidrogénio? de hidrogénio?
ResoluçãoResolução pureza 95,0% (100%-5,0%)pureza 95,0% (100%-5,0%)
m (Fe) = 277 gm (Fe) = 277 g
m total reagente impuro (X) = m reagente puro x %purezam total reagente impuro (X) = m reagente puro x %pureza
m (X) = 277 x 0,950 = 292 g massa de ferro impurom (X) = 277 x 0,950 = 292 g massa de ferro impuro
95,0 – 10095,0 – 100277 – X277 – X
Massa puro – Massa totalMassa puro – Massa total
top related