Estequiometria

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Este material foi ganhador do prêmio professor autor, onde permite de forma dinâmica levar informações e exercícios para que deseja fornecer uma aula inovadora para seus alunos.

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Estequiometria

  1. 1. Ciências da Natureza e suas Tecnologias - Química Ensino Médio, 2ª SérieCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Roberto Oliveira da Silva
  2. 2. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Olá ! Tente responder as questões propostas por este material multimídia. Para facilitar, você encontra todas as questões prontas para serem Impressas no site: Bons estudos! E um abraço! (O autor)
  3. 3. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Imagem: Jacques-Louis David e James Caldwall / Public Domain. Antoine Lavoisier 1743-1794
  4. 4. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Posteriormente, em 1803, John Dalton propôs a teoria atômica, onde afirmava que cada elemento fosse constituído por uma única espécie de átomos. Onde através de uma reação química os átomos de diferentes elementos poderiam combinar-se para formar moléculas que eram chamadas por Dalton de “ÁtomosCompostos”. Dalton definiu a fórmula da água como HO, onde um átomo de oxigênio combinava-se com um átomo de hidrogênio.
  5. 5. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularGay-Lussac, verificou que na formação da água dois volumes de hidrogênioCombinava-se com um volume de oxigênio.Logo após deste resultado, Berzelius sugeriu a fórmula H2O para a água.A ideia de fórmula química surgiu com a necessidade de expressar asquantidades das substâncias elementares que se combinam .
  6. 6. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularSubstâncias como o açúcar, formadas por não-metais, são substânciasMoleculares, ou seja, constituídas por moléculas, que em geral são pequenase eletricamente neutras. No estado sólido, essas moléculas estãoregularmente dispostas e, no estado líquido, movimentam-se mais livremente. Imagem: A bowl of raw (unrefined, unbleached) sugar, bought at the grocery store/Editor at Large/Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 3.0
  7. 7. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularLigação covalente:É uma ligação em que o par de elétrons compartilhado é formado peloselétrons dos dois átomos que estão ligados. É possível formar até três Documentation License. Cdang/derivative work: Cdang (Discussão)/GNU Free vg/Liaison_chimique_doublets_liants_et_non_liants.svg: Imagem:Liaison_covalente_doublets_liants_et_non_liants.sligações entre átomos.Uma observação:A ligação covalente estabelecida entreos não-metais em uma substânciaComposta é semelhante àquela entreos não-metais em substâncias simples.
  8. 8. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Você sabe o que é um mol?
  9. 9. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Pois bem, a quantidade de uma substância, em mol, também pode ser expressa em outras grandezas e, portanto, em outras unidades. Um mol de qualquer substância molecular sempre apresentará o mesmo número de moléculas ( 6,0 . 1023 ) e, no estado gasoso, estará com o mesmo volume se estiver sobre as mesmas condições de temperatura e Pressão. Contudo, a massa em grama dependerá da fórmula de cada questão.
  10. 10. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularOs cálculos estequiométricos correspondem aos cálculos de massa e, emalguns casos, de volume das substâncias envolvidas em umareação química, onde tomam base na proporção entre os coeficientesestequiométricos da reação.
  11. 11. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularA Fórmula molecular apresenta os elementos e a quantidade de átomosde cada elemento contidos numa molécula da substância Etano_conformazioni.PNG/Paginazero/Released into the public domain (by the author).
  12. 12. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularEntão podemos definir Fórmula molecular da seguinte forma:É a fórmula que indica os elementos formadores de uma certa substância e onúmero exato de átomos de cada elemento pertencente a molécula dasubstância em questão. (Etano) Imagem criada pelo autor deste material
  13. 13. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular• Veja estes exemplos: Contém 6,0 . 1023 moléculas 1Mol de CO Ocupa 25 L nas CATP Tem massa 28g ( massa molar) Contém 6,0 . 1023 moléculas 1Mol de 02 Ocupa 25 L nas CATP Tem massa 32g ( massa molar)
  14. 14. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularEquação: 2CO (g) + 1 O2 (g) 2CO2 (g)Proporção molecular 2 moléculas 1 molécula 2 moléculasProporção molar 2 mol 1 mol 2 molProporção 2 x 25L = 50L (CATP) 1 x 25L = 25L (CATP) 2 x 25L= 50L (CATP)volumétricaProporção em massa 1 X 32 gramas= 32g 1 x 32 gramas = 32g 2 x 44 gramas= 88g
  15. 15. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularUma maneira para determinar está fórmula, pode ser feita a partir dafórmula mínima calculada e posteriormente multiplicá-la por um valorn, onde n é calculado com base na massa molecular da substância,já que a relação anterior indica que n é igual ao quociente entre massamolecular e a massa da fórmula mínima.
  16. 16. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularDeterminar a fórmula molecular do ácido ascórbico ( vitamina C), ondesabemos que sua fórmula mínima é C3 H4 03 e sua massa molar é 176g. Mol-1(Massas atômicas: H=1; C=12; O=16) Imagem: Acido_ascorbico_acidita.jpg / Laghi.l / GNU Free Documentation License
  17. 17. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularCálculo da massa da fórmula mínima:3 x 12 + 4 x 1 + 3 x 16 = 88Cálculo da massa da fórmula molecular:N= 176 = 2 88
  18. 18. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular A partir das fórmulas mínimas, encontre a fórmula molecular das seguintes substâncias: (Dadas as massa molares em g/mol: H=1; C=12; N=14; O= 16.)
  19. 19. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Imagem: Moradora passa por exame de taxa de glicose durante as atividades do Dia Internacional da Mulher, no Parque da Cidade em Brasília/Wilson Dias/Creative Commons Atribuição 3.0 Brasil
  20. 20. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Imagen: Llama carburante de acetileno y oxígeno/Remux/Creative Commons Atribuição-Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0 Unported.
  21. 21. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Imagem:Uma lata do refrigerante Coca-Cola, versão comercializada no Brasil/Eduardo Sellan III/Creative Commons Atribuição-Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0 Você sabia que as principais Marcas de refrigerante light ou diet cítrico terão que diminuir a quantidade de benzeno nos próximos anos, substância que pode provocar câncer?
  22. 22. Imagem:Oxalic acid/Ondřej Mangl/Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 3.0 /CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular
  23. 23. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2º Cálculos estequiométricos: Fórmula molecularDeterminar a fórmula molecular do etano, sabendo-se que sua massa molar é30g/mol, sendo 80%, em massa, de carbono e 20%, em massa, de hidrogênio.(massas atômicas: H=1; C=12).
  24. 24. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Cálculo da fórmula mínima: Composição Massa em Quantidade de Proporção Fórmula centesimal 100g da matéria (mol) entre as mínima amostra quantidades de matéria 80% de C 80g 80 = 6,67 6,67 = 1 12 6.67 20% de H 20g 20 = 20,0 20,0 = 3 CH3 1 6,67 Cálculo da fórmula molecular: 1 x 12 x + 3 x 1 = 15 N = 30 = 2 Carbono 15 Hidrogênio = (CH3 ) . 2 = C2 H6
  25. 25. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularQuando uma nova substância é descoberta ou sintetizada, sua massa molar pode ser calculada por vários processos:. Se a substância é um gás ou vapor, a massa molar (M) pode ser obtidacom o uso da equação de Clayperon: PV = (m/M) RT;. Se a substância é um líquido que pode ser vaporizado sem se decompor,também podemos empregar a equação de Clayperon;
  26. 26. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Os cálculos estequiométricos correspondem aos cálculos de massa e, em alguns casos, de volume das substâncias envolvidas em uma reação química, onde tomam base na proporção entre os coeficientes estequiométricos da reação. Imagem: O2_MolecularOrbitals_Anim.gif/ Kilohn limahn / GNU Free Documentation License
  27. 27. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular
  28. 28. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularQuantidade de matéria X quantidade de matériaQual a quantidade de matéria de álcool etílico, C2 H6 O (L), que devereagir para fornecer 12 mol de gás carbônico ( supondo reação decombustão completa) ? Imagem:Brazil has run cars on alcohol for decades/Natecull/Creative Commons Atribuição-Partilha nos Termos da Mesma Licença 2.0 Genérica.
  29. 29. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularQuantidade de matéria X volumeDada a reação de combustão do álcool etílico, feita sob temperatura de 300 KE pressão de 120 000 Pa, calcule a quantidade de matéria de C2H6O (L),Necessária para liberar 103,95 L de CO2 (g). P1 . V1 P2 . V2 100 000 X 22,71 120 000 V2 = T1 = T2 273,15 300 V2 = 20,79 L Encontramos o volume ocupado por 1 mol de moléculas Sob pressão de 120 000Pa e 300K. 20,79 L/mol.
  30. 30. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular Onde: 1 C2H6O (L) + 3 O2 (g) 2 CO2 (g) + 3 H2O(v) 1 mol de C2H6O (L) 2 X 20,79 de CO2 (g) X 103,95 L de CO2 (g) X = 1 x 103,95 X = 2,5 mol de C2H6O (L) 2 x 20,79
  31. 31. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecular a)O que indica a fórmula molecular? b)O que se pode dizer sobre a fórmula molecular em relação a fórmula mínima?
  32. 32. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2º Cálculos estequiométricos: Fórmula molecularAgora que você já entendeu o conceito e aplicações das fórmulas molecularesQue tal fazermos uma dinâmica?É bastante simples:1º) Organizem duplas de alunos na sala de aula;2º) Colar os papeis respostas (com as palavras em vermelho) na lousa;3º)O professor deverá pedir para que cada dupla ( de acordo com a vez da dupla)fiquem em pé e em posição de corrida.4º) O professor lança uma pergunta , onde a resposta está colada na lousa;5º) Ganha quem correr primeiro e pegar a resposta correta;6º) Quem correr primeiro e pegar a resposta errada. É ponto para o adversário.Obs: Divida a sala em dois grupos, onde cada grupo será subdividido em duplas.O grupo vencedor será aquele onde conseguiu o maior número de pontos.Para conseguir sugestões de perguntas e respostas, entre no site:
  33. 33. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularFELTRE, Ricardo. Química geral. V. 1, 6ª ed.; 384 p. São Paulo-SP:Ed. Moderna; 2004.FONSECA, Martha Reis Marques da. Química: meio ambiente, cidadania,Tecnologia. V.1, 1ª ed.; 400 p. São Paulo-SP: Ed. FTD, 2010.FONSECA, Martha Reis Marques da. Química: meioambiente, cidadania, Tecnologia. V.2, 1ª ed.; 400 p. São Paulo-SP: Ed.FTD, 2010.SANTOS, Wildson Luiz Pereira dos; MÓL, Gerson de Souza. Químicae sociedade. V. único, 1ª ed. 743 p. São Paulo-SP: Ed. Nova Geração; 2005 LISBOA, Julio Cesar Foschini. Coleção Ser Protagonista: Química. V.1, 1ª ed. 448 p. São Paulo-SP: Ed. Edições SM; 2010.
  34. 34. Tabela de ImagensSlide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 03 04 01/07/2012 05 01/07/2012Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 06 A bowl of raw (unrefined, unbleached) sugar, http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Raw_s 01/07/2012 bought at the grocery store/Editor at ugar.jpg?uselang=pt-br Large/Creative Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 3.0 07 Liaison_covalente_doublets_liants_et_non_liant http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Liaison 01/07/2012 s.svg/Liaison_chimique_doublets_liants_et_non _covalente_doublets_liants_et_non_liants.svg?u _liants.svg: Cdang/derivative work: Cdang selang=pt-br (Discussão)/GNU Free Documentation License. 08 Eggs in a chicken coop/KoillokDoido/Creative http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ovos_g 01/07/2012 Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos alinheiro.jpg?uselang=pt-br Termos 3.0
  35. 35. CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2ºCálculos estequiométricos: Fórmula molecularSlide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 11 Etano_conformazioni.PNG/Paginazero/Released http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Etano_ 01/07/2012 into the public domain (by the author). conformazioni.PNG?uselang=pt-br 16 Acido_ascorbico_acidita.jpg / Laghi.l / GNU Free http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acido_ 01/07/2012 Documentation License ascorbico_acidita.jpg 19 Moradora passa por exame de taxa de glicose http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Teste_ 01/07/2012 durante as atividades do Dia Internacional da de_glicose.jpg?uselang=pt-br Mulher, no Parque da Cidade em Brasília/Wilson Dias/Creative Commons Atribuição 3.0 BrasilSlide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 20 Llama carburante de acetileno y http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Llama_ 01/07/2012 oxígeno/Remux/Creative Commons Atribuição- carburante.JPG?uselang=pt-br Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0 Unported. 21 Uma lata do refrigerante Coca-Cola, versão http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Coca- 01/07/2012 comercializada no Brasil/Eduardo Sellan Cola_lata.jpg?uselang=pt-br III/Creative Commons Atribuição-Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0 22 Oxalic acid/Ondřej Mangl/Creative Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:C2H2O 01/07/2012 Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 3.0 / 4.png?uselang=pt-br
  36. 36. Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do Acesso 26 O2_MolecularOrbitals_Anim.gif/ Kilohn limahn / http://commons.wikimedia.org/wiki/File:O2_M 01/07/2012 GNU Free Documentation License olecularOrbitals_Anim.gif?uselang=pt-br 28 Etano_conformazioni.PNG/Paginazero/Released http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Etano_ 01/07/2012 into the public domain (by the author). conformazioni.PNG?uselang=pt-br
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