ESTEQUIOMETRIA COM REACÇÃO QUÍMICA

A estequiometria com reacção química envolve substâncias que participam em reacções químicas.

Passos para efectuar cálculos estequiométricos

Na realização de cálculos estequiométricos podemos seguir alguns passos básicos tais como:

• Escrever a equação da reacção e acertá-la;

• Estabelecer as proporções estequiométricas em mol como mostra a equação da reacção;

• Identificar as substâncias envolvidas no problema;

• Estabelecer as proporções entre os dados retirados da equação e os dados fornecidos;

• Sempre que necessário efectuar a conversa solicitada;

• Realizar os cálculos necessários;

Neste tipo de estequiometria iremos analisar algumas relações estequiométricas:

RELAÇÃO DE QUANTIDADE DE MATÉRIA (MOL) COM QUANTIDADE DE MATÉRIA

Exemplo

 (UEM 2020) Qual é a quantidade de matéria de gás oxigénio necessária para fornecer 17,5 mol, de H₂O_(v) na queima completa de acetileno, C₂H_2(g)

A. 43,75 mol                 B. 2 mol              C. 17,5 mol              D. 35 mol                 E. 27,2 mol

RESOLUÇÃO

1. Escrever a equação da reacção e acertar

2 C₂H_2(g) + 5O_2(g) → 4CO_2(g) + 2H₂O_(v)

2. Estabelecer a proporção estequiométrica em moles

2 C₂H_2(g)  +   5O_2(g) →  4CO_2(g)  +   2H₂O_(v)

2 mol              5 mol        4 mol           2 mol

3. Identificar as substâncias envolvidas

Pelo enunciado do exercício é fácil perceber que trata-se do oxigénio (O₂) e da água (H₂O):

4.Estabelecer as proporções entre os dados retirados da equação e os dados fornecidos e realizar os cálculos necessários

Neste caso (como em praticamente todos os casos de cálculos estequiométricos) aplicaremos a regra de três simples:

2 C₂H_2(g)  +   5O_2(g) →  4CO_2(g)  +  2H₂O_(v)

5 mol O₂  ________ 2 mol H₂O

x _______________ 17,5 mol H₂O

5 mol O₂ · 17,5 mol H₂O =  x · 2 mol H₂O

x = 5 mol O₂ · 17,5 mol H₂O

                2 mol H₂O

x = 43,75 mol

Alternativa: A

RELAÇÃO COM MASSA

Exemplo:

Quantos gramas de sulfato de bário são obtidos quando se trata 50 g de cloreto de bário com solução de sulfato de sódio?

RESOLUÇÃO

1^o Passo: Escrever a equação da reacção e acertar

BaCl_2(aq) + Na₂SO_4(aq)  →  BaSO_4(s) + 2NaCl_(aq)

2^o Passo: Estabelecer a proporção em moles

BaCl_2(aq) + Na₂SO_4(aq) → BaSO_4(s)  + 2NaCl_(aq)

1 mol          1 mol              1 mol            2 mol

3^o Passo: Calcular as massas molares das substâncias envolvidas no problema

M(BaCl₂) = 137 + 2 x 35,5 = 208 g/mol

M(BaSO₄) = 137 + 32 + 4 x 16 = 233 g/mol

4^o Passo: Estabelecer as proporções entre os dados retirados da equação e os dados fornecidos e realizar os cálculos necessários:

BaCl_2(aq) + Na₂SO_4(aq) → BaSO_4(s)  + 2NaCl_(aq)

1 mol        1 mol             1 mol         2 mol

208 g BaCl₂ ________ 233 g BaSO₄

50 g BaCl₂  _________  x

208 g BaCl₂ · x = 50 g BaCl₂  · 233 g BaSO₄

x = 50 g BaCl₂  · 233 g BaSO₄

                 208 g BaCl₂

x = 56 g BaSO₄

 

RELAÇÃO DE MASSA COM QUANTIDADE DE MATÉRIA (MOL)

Exemplo:

Considere a reacção (não balanceada) de combustão completa da acetona:

C₃H₆O + O₂  → CO₂ + H₂O

Qual é a massa de água obtida na queima de 5 moles de acetona.

 

RESOLUÇÃO

1^o Passo: Escrever a equação da reacção e acertar

C₃H₆O  +  4O₂→  3CO₂   +  3H₂O

2^o Passo: Estabelecer a proporção em mol

C₃H₆O  +  4O₂→  3CO₂   +  3H₂O

1 mol       4 mol     3 mol      3 mol

3^o Passo: Calcular as massas molares das substâncias envolvidas no problema: no caso da água

M(H₂O) = 2 x 1 + 16 = 18 g/mol

4^o Passo: Estabelecer as proporções entre os dados retirados da equação e os dados fornecidos e realizar os cálculos necessários:

C₃H₆O  +  4O₂     →  3CO₂   +  3H₂O

1 mol        4 mol     3 mol      3 mol

1 mol _________________ 3 · 18 g

5 mol __________________ y 

1 mol · y = 5 mol · 3 · 18 g

y = 5 mol · 3 · 18 g

              1 mol

y = 270 g

RELAÇÃO COM VOLUME

Exemplo:

Da combustão de 20 litros de gás propano qual é o volume obtido de gás carbónico, nas CNTP ?

RESOLUÇÃO

1^o Passo: Escrever a equação da reacção e acertar

C₃H_8(g) + 5 O_2(g)   →  3CO₂ + 4H₂O

2^o Passo: Estabelecer a proporção em mol

C₃H_8(g)   +   5O_2(g)   →  3CO₂    +  4H₂O

1 mol            5 mol        3 mol        4 mol

3^o Passo: Estabelecer as proporções entre os dados retirados da equação e os dados fornecidos e realizar os cálculos necessários:

Lembre-se que nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), 1 mol de gás ocupa um volume de 22,4 L, pelo que neste caso estabeleceremos a proporção em termos de volume;

C₃H_8(g)   +   5O_2(g)       →    3CO_2(g)     +    4H₂O_(v)

1 mol            5 mol              3 mol               4 mol            (proporção em quantidade de matéria: mol)

22,4 L           5 · 22,4 L        3 · 22,4L          4 · 22,4 L      (proporção em volume)

22,4 L C₃H₈ _________ 3 · 22,4 L CO₂

20 L C₃H₈    _________ y

22,4 L C₃H₈ · y = 20 L C₃H₈ · 3 · 22,4 L CO₂

y = 20 L C₃H₈ · 3 · 22,4 L CO₂

                22,4 L C₃H₈

y = 60 L CO₂

 

RELAÇÃO DE MASSA COM VOLUME

Exemplo:

Qual é a massa de clorato de potássio que se aqueceu para obter-se 2,5 litros de Oxigénio nas CNTP ?

RESOLUÇÃO

1^o Passo: Escrever a equação da reacção e acertar

2^o Passo: Estabelecer a proporção em mol

3^o Passo: Calcular a massa molar do Clorato de potássio

M(KClO₃) = 39 + 35,5 + 3 x 16 = 122,5 g/mol

4^o Passo: Estabelecer as proporções entre os dados retirados da equação e os dados fornecidos e realizar os cálculos necessários

2 · 122,5 g KClO₃ ______ 3 · 22,4 L O₂

z ____________________  2,5 L O₂

2 · 122,5 g KClO₃ · 2,5 L O₂ = z · 3 · 22,4 L O₂

z = 2 · 122,5 g KClO₃ · 2,5 L O₂

                  3 · 22,4 L O₂

z = 9,11 g KclO₃

Por: Miguel Pascoal

full-width