Estequiometria

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PROCESSOS QUMICOS E PROCESSOS QUMICOS E ESTEQUIOMETRIAESTEQUIOMETRIA

PROF. TALES VIEIRAPROF. TALES VIEIRA

Grandezas QumicasGrandezas Qumicas

C = 12 x 1 = 12O = 16 x 2 = 32

44CO2Molculas1 molcula = 44 u.m.a1 molcula = 44 u.m.a

1 mol de CO2 = 44 gramas1 mol de CO2 = 44 gramas

44 gramas = 6,02 x 1023 molculas44 gramas = 6,02 x 1023 molculas

44 gramas = 22,4 L (nas CNTP)44 gramas = 22,4 L (nas CNTP)

Grandezas QumicasGrandezas Qumicas Constante de Constante de AvogadroAvogadro

X gramas22,4 l de gsnas

CNTP

1 moldepartculas

6,02 x 1023

Massa Molar Valores fixos

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EXERCCIO 1EXERCCIO 1

Um recipiente contem 200 mL de Um recipiente contem 200 mL de etanol anidro (Cetanol anidro (C22HH66O) com O) com densidade igual a 0,8 g/mL. densidade igual a 0,8 g/mL. Calcule o nmero de molculas Calcule o nmero de molculas do lcool existentes no do lcool existentes no recipiente.recipiente.


Em um reator de uma certa Em um reator de uma certa indstria, existem 35000 L de indstria, existem 35000 L de gs oxignio nas CNTP. Calcule gs oxignio nas CNTP. Calcule a massa (kg) equivalente a a massa (kg) equivalente a esse volume.esse volume.


Um objeto metlico de 1,5 kg Um objeto metlico de 1,5 kg possui 60% de ferro, 25% de possui 60% de ferro, 25% de cobre e o restante de alumnio.cobre e o restante de alumnio.

Calcule o nmero de tomos de Calcule o nmero de tomos de cada elemento qumico cada elemento qumico existentes nesse objeto.existentes nesse objeto.

PROCESSO QUMICOPROCESSO QUMICO

Processo Processo qumicoqumico

MATRIASMATRIAS--PRIMASPRIMAS

MOMO--DEDE--OBRAOBRA

RECURSOSRECURSOS

PRODUTOPRODUTO

RESDUOSRESDUOS

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O PROCESSO QUMICO O PROCESSO QUMICO COMPREENDE VRIAS ETAPAS:COMPREENDE VRIAS ETAPAS:

PREPARAO DAS MATRIASPREPARAO DAS MATRIAS--PRIMASPRIMASREAES QUMICASREAES QUMICASPURIFICAO DO PRODUTOPURIFICAO DO PRODUTOEMBALAGEMEMBALAGEM


O PROCESSO QUMICO O PROCESSO QUMICO INDUSTRIAL a aplicao dos INDUSTRIAL a aplicao dos princpios da qumica, da fsica e princpios da qumica, da fsica e da fsicoda fsico--qumica (quando qumica (quando necessrio, apoiadas por outras necessrio, apoiadas por outras cincias) para a transformao cincias) para a transformao da(s) matria(s)da(s) matria(s)--prima(s) em prima(s) em produtos. produtos.

Clculo EstequiomtricoClculo Estequiomtrico

Definio: o clculo das quantidades de substncias produzidas ou consumidas numa reao qumica (leis ponderais). Importante: os coeficientes de uma reao qumica balanceada fornecem a relao molar entre as substncias que participam da reao.Ex.: A equao: 2H2(g) + O2(g) 2H2O(l), revela que 2 mol de H2(g) reagem com 1 mol de O2(g) formando 2 mol de H2O(l),. Lembrete: 1mol Massa molar (g) 6,02 x 1023

Gas (CNTP): 1mol 22,4L e PV = nRT

REAES QUMICAS REAES QUMICAS REALIZADAS EM CONDIES REALIZADAS EM CONDIES

INDUSTRIAISINDUSTRIAISEQUAOEQUAO QUMICAQUMICA EE ESTEQUIOMETRIAESTEQUIOMETRIAAA equaoequao qumicaqumica dd vriasvrias informaesinformaes qualitativasqualitativasee quantitativasquantitativas essenciaisessenciais parapara oo clculoclculo dasdas massasmassasdosdos materiaismateriais envolvidosenvolvidos emem umum processoprocesso qumico,qumico,comocomo porpor exemploexemplo::

CC77HH1616 (v) + 11 O(v) + 11 O22 (g) (g) 7 CO7 CO22 (g) + 8 H(g) + 8 H22O (v)O (v)

11 molmol 1111 molesmoles 77 molesmoles 88 molesmoles

AA equaoequao qumicaqumica nosnos fornece,fornece, emem termostermos dede mol,mol, asasrazesrazes entreentre reagentesreagentes ee produtos,produtos, chamadaschamadas razesrazesestequiomtricasestequiomtricas..

AA ESTEQUIOMETRIAESTEQUIOMETRIA lidalida comcom asas massasmassas dosdoselementoselementos ee compostoscompostos queque sese combinamcombinam..

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LAVOISIER:LAVOISIER:Lei da Lei da Conservao Conservao das Massasdas Massas

C + O2 CO2

+

12g C + 32g O2 44g CO2

Partculas iniciais e finais so as mesmas massa iguais.

LEI DE PROUST:LEI DE PROUST:Lei das Propores ConstantesLei das Propores Constantes

C + O2 CO2

Duplicando a quantidade de tomos todas as massas dobraro.

+

+

2C + 2O2 2CO2

EstequiometriaEstequiometria

N2 + H2 NH31 3 2

2 Volumes3 Volumes1 Volume

44,8 L (nas CNTP)67,2 L (nas CNTP)22,4 L (nas CNTP)

12,04 x 1023 Molculas18,06 x 1023 Molculas6,02 x 1023 Molculas

34 gramas6 gramas28 gramas

2 mols de NH33 mols de H21 mol de N2


Considere as reaes de Considere as reaes de obteno de ferro metlico:obteno de ferro metlico:

C + O COC + O CO22C + COC + CO22 22COCOFeFe22OO33 + + 33CO CO 22Fe + Fe + 33COCO22PartindoPartindo--se de 5600 kg de xido se de 5600 kg de xido de ferro (minrio) com 70% de de ferro (minrio) com 70% de pureza, calcule a massa de pureza, calcule a massa de ferro metlico obtida.ferro metlico obtida.

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EXERCCIO 2EXERCCIO 2Durante a queima de carvo, o enxofre Durante a queima de carvo, o enxofre existente sofre combusto e aps uma existente sofre combusto e aps uma sequnciasequncia de reaes, origina como de reaes, origina como poluente o cido sulfrico: poluente o cido sulfrico:

S + OS + O22 SOSO22SOSO22 + O+ O22 SOSO33SOSO33 + H+ H22O HO H22SOSO44Na queima de 2400 kg de carvo Na queima de 2400 kg de carvo mineral com 2,0% de enxofre, calcule mineral com 2,0% de enxofre, calcule a massa de cido obtida.a massa de cido obtida.


INDUSTRIAISINDUSTRIAIS

PorPor questoquesto dede rendimento,rendimento, geralmentegeralmente desejveldesejvel que,que, nasnas reaesreaes qumicasqumicasrealizadasrealizadas emem condiescondies industriais,industriais, umumouou maismais reagentesreagentes estejamestejam emem excessoexcessorelativamenterelativamente ss quantidadesquantidades tericastericasprevistasprevistas pelaspelas equaesequaes qumicasqumicas ee ososprodutosprodutos encerraroencerraro algunsalguns dosdos reagentesreagentesnono consumidos,consumidos, aoao ladolado dosdos compostoscompostosformadosformados nana reaoreao..


INDUSTRIAISINDUSTRIAIS

AsAs quantidadesquantidades mximasmximas dosdos produtosprodutosformadosformados serosero determinadasdeterminadas pelapelaquantidadequantidade dodo REAGENTEREAGENTE--LIMITE,LIMITE, queque aqueleaquele queque nono sese encontraencontra emem excessoexcessorelativamenterelativamente aa qualquerqualquer outrooutro dodoprocessoprocesso;; esteeste reagentereagente serveserve comocomo basebaseparapara oo clculoclculo dodo excessoexcesso dosdos demaisdemais..

REAGENTE EM EXCESSOREAGENTE EM EXCESSO

ExemploExemplo::

22HClHCl ++ Ca(OH)Ca(OH)22 CaClCaCl22 ++ 22HH22OO

7171 gg ---------- 7474gg

ProporoProporo == 7474//7171 == 11,,042042

ParaPara valoresvalores acimaacima dede 11,,042042 temtem--seseexcessoexcesso dede Ca(OH)Ca(OH)22..

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REAGENTE EM EXCESSOREAGENTE EM EXCESSO

AplicaoAplicao::

22HClHCl ++ Ca(OH)Ca(OH)22 CaClCaCl22 ++ 22HH22OO

7171 gg ---------- 7474gg

ProporoProporo == 7474//7171 == 11,,042042

UtilizandoUtilizando--sese 100100gg dede cidocido ee 140140 gg dadabasebase::

ProporoProporo:: 140140//100100 == 11,,44 ,, ouou sejaseja aa basebaseestest emem excessoexcesso ee oo clculoclculo devedeve serser feitofeitocomcom oo valorvalor dede HClHCl..


INDUSTRIAISINDUSTRIAISEXEMPLOEXEMPLO:: UmaUma fbricafbrica dede fertilizantesfertilizantes produzproduzsuperfosfatosuperfosfato,, tratandotratando fosforitafosforita,, rocharocha fosfticafosfticacontendocontendo fosfatofosfato dede clcio,clcio, comcom 8787 %% dede pureza,pureza, pelopelocidocido sulfricosulfrico concentradoconcentrado.. NumNum ensaioensaio realizado,realizado,foramforam misturadosmisturados 500500 kgkg dede fosfatofosfato dede clcioclcio comcom255255,,11 kgkg dede soluosoluo dede cidocido sulfrico,sulfrico, aa 9898 %%,,obtendoobtendo--sese 280280 kgkg dede superfosfatosuperfosfato..,, conformeconforme aaequaoequao::

CaCa33(PO(PO44))22 + 2 H+ 2 H22SOSO44 2 CaSO2 CaSO44 + CaH+ CaH44(PO(PO44))22Calcule:Calcule:a)a) oo reagentereagente--limitelimite;;b)b) oo clculoclculo dodo excessoexcesso dodo outrooutro reagentereagente;;c)c) oo rendimentorendimento dada reaoreao

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