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09/03/2012 1 Estequiometria: cálculos com fórmulas e equações químicas Raimundo Ribeiro Passos Equações químicas • Lavoisier: a massa é conservada em uma reação química. • Equações químicas: descrições de reações químicas. • Duas partes de uma equação: reagentes e produtos: 2H2 + O2 → 2H2O • A equação química para a formação da água pode ser visualizada como duas moléculas de hidrogênio reagindo com uma molécula de oxigênio para formar duas moléculas de água: 2H2 + O2 → 2H2O Equações químicas 2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 2K + 2H2O → 2KOH + H2 Equações químicas Coeficientes estequiométricos: são os números na frente das fórmulas químicas; fornecem a proporção de reagentes e produtos. Equações químicas • Lei da conservação da massa: a matéria não pode ser perdida em nenhuma reação química. Equações químicas 09/03/2012 2 • As reações de combinação têm menos produtos do que reagentes: 2Mg(s) + O2(g) → 2MgO(s) O Mg combina-se com o O2 para formar o MgO. • As reações de decomposição têm menos reagentes do que produtos: 2NaN3(s) → 2Na(s) + 3N2(g) (a reação que ocorre em um airbag) O NaN3 se decompôs em Na e N2 gasoso. Reatividade Química Reações de combinação e decomposição Reatividade Química Reatividade Química Combustão ao ar A combustão é a queima de uma substância em oxigênio do ar: C3H8(g) + 5O2(g) → 3CO2(g) + 4H2O(g) Reatividade Química Massa molecular e peso fórmula A massa fórmula (MF): é a soma de MA para os átomos na fórmula. MM(H2SO4) = 2(MA do H) + (MA do S) + 4(MA do O) = 2(1,0 u) + (32,1 u) + 4(16,0 u) = 98,1 u A massa molecular (MM) é a massa da fórmula molecular. MM de C6H12O6 = 6(12,0 u) + 12(1,0 u) + 6(16,0 u) = 180,0 u Massa Molecular Mol: medida conveniente de quantidades químicas. • 1 mol de algo = 6,0221421 x 1023 daquele algo. • Experimentalmente, 1 mol de 12C tem uma massa de 12 g. Massa molar • Massa molar: é a massa em gramas de 1 mol de substância (unidades g/mol, g.mol-1). • A massa de 1 mol de 12C = 12 g. Mol 09/03/2012 3 Mol Mol Esta fotografia mostra um mol de sólido (NaCl), um mol de líquido (H2O) e um mol de gás (O2). • Conversões entre massas, mols e número de partículas • Massa molar: é a soma das massas molares dos átomos: massa molar de N2 = 2 x (a massa molar de N) • As massas molares para os elementos são encontradas na tabela periódica. • As massas moleculares são numericamente iguais às massas molares. Mol • Comece com a % em massa dos elementos (por exemplo, Dados Empíricos) e calcule uma fórmula, ou • Comece com a fórmula e calcule os elementos da % em massa. Fórmulas mínimas a partir de análises Fórmulas Mínimas Fórmulas Mínimas Fórmula molecular a partir de fórmula mínima • Uma vez que conhecemos a fórmula mínima, precisamos da MM para encontrarmos a fórmula molecular. • Os índices inferiores na fórmula molecular são sempre números inteiros múltiplos dos índices inferiores na fórmula mínima. Fórmulas Mínimas 09/03/2012 4 Análise por combustão • As fórmulas mínimas são determinadas pela análise por combustão: Fórmulas Mínimas • A equação balanceada fornece o número de moléculas que reagem para formar produtos. Interpretação: • a proporção da quantidade de matéria de reagente necessária para se chegar à proporção da quantidade de matéria do produto. Informações quantitativas a partir de equações balanceadas Equações Balanceadas � Essas proporções são denominadas proporções estequiométricas. As proporções estequiométricas são proporções ideais � As proproções ideais de reagentes e produtos no laboratório devem ser medidas em gramas e convertidas para mols. Equações Balanceadas Equações Balanceadas • Se os reagentes não estão presentes em quantidades estequiométricas, ao final da reação alguns reagentes ainda estarão presentes (em excesso). • Reagente limitante: um reagente que é consumido Reagentes limitantes ### Reagentes limitantes ## 09/03/2012 5 Rendimentos teóricos • A quantidade de produto prevista a partir da estequiometria considerando os reagentes limitantes é chamada de rendimento teórico. • O rendimento percentual relaciona o rendimento real (a quantidade de material recuperada no laboratório) ao rendimento teórico: Reagentes limitantes #