Cálculos estequiométricos
A Estequiometria estuda as relações envolvendo as quantidades e tipos de matéria participantes das reações químicas.
A + B => C + D
reagentes produtos
A partir de uma equação balanceada pode-se prever a massa de produtos gerados a partir de uma certa massa de reagentes. Dada a reação química...
1 H2 + ½ O2 => 1 H2O
Os coeficientes indicam os números de moles de cada substância participante da reação. Estes podem ser convertidos em:
- número de moléculas
- número de átomos
- massa
- volume (para o caso de substância no estado gasoso)
1 H2
|
| 1 mol de moléculas de hidrogênio ou 6,02 x 1023 moléculas de hidrogênio |
| 2 . 6,02 x 1023 átomos de hidrogênio |
| 2g de gás hidrogênio |
| 22,4 L de gás hidrogênio nas CNTP |
½ O2
|
| ½ mol de moléculas de oxigênio ou ½ . 6,02 x 1023 moléculas de oxigênio |
| 6,02 x 1023 átomos de oxigênio |
| 16g de gás oxigênio |
| 11,2 L de gás oxigênio nas CNTP |
1 H2O
|
| 1 mol de moléculas de água ou 6,02 x 1023 moléculas de água |
| 2 . 6,02 x 1023 átomos de hidrogênio e 6,02 x 1023 átomos de oxigênio |
| 18g de água (16g de oxigênio + 2g de hidrogênio) |
| 22,4 L de água no estado gasoso nas CNTP |
Dada a seguinte reação ...
CaCO3 => CaO + CO2
massas molares
| CaCO3 | 100g |
| CaO | 56g |
| CO2 | 44g |
CaCO3 => CaO + CO2
100g 56g 44g
Reagente Produtos
Baseando-se nas proporções acima, podem ser propostos diferentes cálculos...
Exemplo 1
Qual a massa de CaCO3 necessária para se obter 28g de CaO?
100g de CaCO3 ----------- 56g de CaO
x g de CaCO3 ----------- 28g de CaO
x = 100 . 28 / 56 = 50g de CaCO3
Exemplo 2
Se fossem usados 300g de CaCO3 na reação anterior, qual seria o volume de CO2 (considerando que as condições são as das CNTP?
100g de CaCO3 -------------- 44g de CO2
300g de CaCO3 -------------- x g de CO2
x = 44 . 300 / 100 = 132g de CO2
1mol CO2 -------------- 22,4L
44g de CO2 -------------- 22,4L
132g de CO2 -------------- x L
x = 22,4 . 132 / 44 = 67,2 L de CO2
Exemplo 3
Quantas moléculas de CO2 são obtidas quando são usados 150g de CaCO3?
100g de CaCO3 ------------- 44g de CO2
100g de CaCO3 ------------- 1 mol de CO2
100g de CaCO3 ------------- 6,02 x 1023 moléculas de CO2
150g de CaCO3 ------------- x moléculas de CO2
x = 6,02 x 1023 . 150 / 100 = 9,03 x 1023 moléculas de CO2
Quando um reagente é impuro ou a reação não se processa completamente por algum motivo, podemos calcular o rendimento da reação.
R = ( Qp / Qt ) . 100
|
onde:
Qp Considera perdas devidas a impurezas de reagentes e o fato de a reação não ser completa.
Qt Quantidades teóricas da reação, considera reagentes 100% puros e reação completa.
Exemplo 4
Reagem-se 80g de NaOH em excesso de HCl e são obtidos 110g de NaCl. Qual o rendimento da reação?
HCl + NaOH => NaCl + H2O
36,5g 40g 58,5g 18g
40g de NaOH ------------ 58,5g de NaCl
80g de NaOH ------------ 117g de NaCl
NaCl obtido teórico = 117g
NaCl obtido prático = 110g
Rendimento, % = ( 110 / 117 ) . 100 = 94 %
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