Quimica Geral - Estequiometria 2

Prévia do material em texto

Equação Química
Uma maneira de representar uma reação química usando fórmulas 
químicas
2 Al(s) + 3 Br2(l) Al2Br6(s)
Reagentes Produtos
Uma equação balanceada ( ou equilibrada ) obedece à lei da 
conservação da massa
O no de Átomos é Conservado
2 Al , 6 Br 2 Al , 6 Br 
Coeficientes Estequiométricos :
Os números inteiros que multiplicam as fórmulas
( um coeficiente igual a 1 não é escrito )
2 Al(s) + 3 Br2(l) Al2Br6(s)
Duas interpretações para os coeficientes:
1. 2 Átomos de Al reagem com 3 Moléculas de Br2 e Produzem 1 molécula 
de Al2Br6
Multiplicando cada Coeficiente por 6,022x1023 , conlui-se que :
2. 2 mols de de Al reagem com 3 mols de Br2 e produzem 1 mol de Al2Br6
Duas interpretações para os coeficientes:
1. O No de Átomos , Moléculas ou Fórmulas Unitárias que reagem ou são 
produzidos
2. O No de mols de Átomos , Moléculas ou Fórmulas Unitárias que 
reagem ou são produzidos
Usa-se um símbolo de estado para mostrar o estado físico de cada 
reagente e produto
(s) : sólido
(l) : líquido
(aq) : solução aquosa
(g) : gás
A letra grega Δ (delta) sobre a flecha indica uma reação a alta 
temperatura
CaCO3(s) CaO(s) + CO2(g)
Δ
Balanceamento de Equações Químicas
Balancear a seguinte equação da combustão do butano por tentativa
C4H10 + O2 CO2 + H2O
1. Fixar , inicialmente o coeficiente do reagente ou produto com maior No de 
átomos de um elemento (exceto O e H )
1 C4H10 + O2 CO2 + H2O
2. Igualar o número de átomos do elemento escolhido em ambos os lados 
C4H10 + O2 4 CO2 + H2O
3. A seguir , Igualar o número de átomos dos demais elementos
(exceto O e H )
4. Finalmente , Igualar o número de átomos de H e a seguir , o de O
C4H10 + O2 4 CO2 + 5 H2O
C4H10 + O2 4 CO2 + 5 H2O 
C4H10 + O2 4 CO2 + 5 H2O
Multiplicando-se todos os coeficientes por 2, obtém-se números inteiros
2 C4H10 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O
Método Algébrico
Atribui-se incógnitas como coeficientes estequiométricos ( ex.: a, b, c, ... )
a C4H10 + b O2 c CO2 + d H2O
1. Monta-se equações de balanceamento para cada elemento presente
Iguala-se o no de átomos de cada elemento nos reagentes ao nos produtos
Para C : 4a = c (1)
Para H : 10 a = 2d (2) 
Para O : 2b = 2c + d (3)
2. Fixa-se o coeficiente do reagente com maior no de átomos diferentes ,
como igual a 1
a =1
3. Resolve-se o sistema de equações
Substituindo o valor de a em (1) , obtém-se c=4
Substituindo o valor de a em (2) , obtém-se d = 5
Multiplicando-se todos os coeficientes por um fator adequado , obtém-se 
todos os coeficientes inteiros
a = 1x2 = 2
b= 13/2 x 2 = 13 
c= 4x2 = 8
d = 5x2 = 10
2 C4H10 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O
Da equação (3) 2b = 2c + d 
Relações de massas nas reções químicas
Considere a Seguinte Equação Balanceada:
N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3 (g)
Os coeficientes informam o no relativo de mols de substância que reage 
ou que é produzida
1 mol de N2 ≡ 3 mol de H2 (1)
A expressão é uma relação estequiométrica
O Sinal ≡ é lido como “é quimicamente equivalente a”
Outras Relações Estequiométricas :
1 mol de N2 ≡ 2 mol de NH3 (2)
3 mol de H2 ≡ 2 mol de NH3 (3)
Cada relação estequiométrica produz dois fatores estequiométricos ou 
fatores de conversão
1 mol de N2 ≡ 2 mol de NH3
e
Os fatores estequiométricos relacionam a substância dada com a 
requerida
Ex.: Partindo-se de 0,500 mol de N2 , qual a quantidade de matéria
( em mols) de NH3 formada ?
Utiliza-se o fator estequiométrico apropriado :
Relações Massa a Massa
Ex.: Qual a massa de CO2 obtida a partir de 25,00 g de glicose?
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O
a)Cálculo das massas molares 
M(C6H12O6) = 180,16 g/mol e M(CO2) = 44,01 g/mol
b) Obtenção da relação estequiométrica
1 mol de C6H12O6 ≡ 6 mol de CO2
c) Conversão de mol para massa
1(180,16 g) de C6H12O6 6(44,01 g) de CO2
25,00 g de C6H12O6 x
x = 36,64 g de CO2
1(180,16 g) de C6H12O6 6(44,01 g) de CO2
25,00 g de C6H12O6 x
Reações Envolvendo Um Reagente Limitante
Em geral usa-se um excesso de um dos reagentes para garantir que o 
outro seja completamente transformado
O outro é o Reagente Limitante, que é completamente consumido, 
limita a quantidade de produto
Reagentes Produtos
2 NO(g) + O2 (g) 2 NO2(g)
Reagente em Excesso = O2
Reagente Limitante = NON
O
Ex.: A etapa final da produção do Si é representada pela seguinte 
equação :
SiCl4(l) + 2 Mg(s) Si(s) + 2 MgCl2(s)
a) Calcule a quantidade máxima de Si obtida a partir de 22,50 g de 
SiCl4 e de 22,50 g de Mg
Determinar qual é o reagente limitante
1. Cálculo do no de mols de cada reagente
M(SiCl4) = 169,89 g/mol
M(Mg) = 24,31g/mol
2. Cálculo da Razão Molar usada 
3. Comparar com a razão molar estequiométrica da equação (teórica) 
Como a quantidade (em mols) de Mg usada foi maior do que a 
teórica, o Mg está em excesso. Então o SiCl4 é o limitante
4. Cálculo do rendimento teórico do Si :
Definição : A quantidade máxima de produto ( no caso o Si ) obtida a 
partir do reagente limitante
M(Si ) = 28,09 g/mol
Relação estequiométrica:
1 mol de SiCl4 ≡ 1 mol de Si
Conversão de mol para massa:
1(169,89 g) de SiCl4 1(28,09) g de Si
22,50 g de SiCl4 x 
No cálculo do Rendimento Teórico, supõe-se que o rendimento da reação é 
100 %
Na prática é pouco provável que isso ocorra :
➢Podem ocorrer reações laterais
➢Podem ocorrer perdas na etapa de purificação do produto
➢A reação pode ser reversível
O Rendimento Real 
É a quantidade do produto obtida na Prática , geralmente é menor que o 
Rendimento Teórico
O rendimento percentual é usado para avaliar o desempenho da 
preparação
Ex.: Suponha que foram obtidas 3,50 g de Si , Qual o Rendimento 
Percentual do Si ?