Estequiometria

Ciências da Natureza e suas
Tecnologias - Química
Ensino Médio, 2ª Série
Cálculos estequiométricos: Fórmula molecular
Roberto Oliveira da Silva

CIÊNCIAS DA NATUREZA E SUAS TECNOLOGIAS, Série 2º
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)

Imagem:
Jacques-Louis
David
e
James
Caldwall
/
Public
Domain.
Antoine Lavoisier 1743-1794

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.

Gay-Lussac, verificou que na formação da água dois volumes de hidrogênio
Combinava-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 as
quantidades das substâncias elementares que se combinam .

Substâncias como o açúcar, formadas por não-metais, são substâncias
Moleculares, ou seja, constituídas por moléculas, que em geral são pequenas
e eletricamente neutras. No estado sólido, essas moléculas estão
regularmente 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

Ligação covalente:
É uma ligação em que o par de elétrons compartilhado é formado pelos
elétrons dos dois átomos que estão ligados. É possível formar até três
ligações entre átomos.
Uma observação:
A ligação covalente estabelecida entre
os não-metais em uma substância
Composta é semelhante àquela entre
os não-metais em substâncias simples.
Imagem:Liaison_covalente_doublets_liants_et_non_liants.s
vg/Liaison_chimique_doublets_liants_et_non_liants.svg:
Cdang/derivative
work:
Cdang
(Discussão)/GNU
Free
Documentation
License.

Você sabe o que é um mol?

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.

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.

A Fórmula molecular apresenta os elementos e a quantidade de átomos
de cada elemento contidos numa molécula da substância
Etano_conformazioni.PNG/Paginazero/Released into the
public domain (by the author).

Então podemos definir Fórmula molecular da seguinte forma:
É a fórmula que indica os elementos formadores de uma certa substância e o
número exato de átomos de cada elemento pertencente a molécula da
substância em questão.
Imagem criada pelo autor deste material
(Etano)

• Veja estes exemplos:
1Mol de CO
Contém 6,0 . 1023 moléculas
Ocupa 25 L nas CATP
Tem massa 28g ( massa molar)
1Mol de 02
Contém 6,0 . 1023 moléculas
Ocupa 25 L nas CATP
Tem massa 32g ( massa molar)

Equação: 2CO (g) + 1 O2 (g) 2CO2 (g)
Proporção molecular 2 moléculas 1 molécula 2 moléculas
Proporção molar 2 mol 1 mol 2 mol
Proporção
volumétrica
2 x 25L = 50L (CATP) 1 x 25L = 25L (CATP) 2 x 25L= 50L (CATP)
Proporção em massa 1 X 32 gramas= 32g 1 x 32 gramas = 32g 2 x 44 gramas= 88g

Uma maneira para determinar está fórmula, pode ser feita a partir da
fórmula mínima calculada e posteriormente multiplicá-la por um valor
n, onde n é calculado com base na massa molecular da substância,
já que a relação anterior indica que n é igual ao quociente entre massa
molecular e a massa da fórmula mínima.

Determinar a fórmula molecular do ácido ascórbico ( vitamina C), onde
sabemos que sua fórmula mínima é C3 H4 03 e sua massa molar é 176g. Mol-1
Imagem: Acido_ascorbico_acidita.jpg / Laghi.l / GNU Free Documentation License
(Massas atômicas: H=1; C=12; O=16)

Cálculo da massa da fórmula mínima:
3 x 12 + 4 x 1 + 3 x 16 = 88
Cálculo da massa da fórmula molecular:
N= 176 = 2
88

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.)

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

Imagen: Llama carburante de acetileno y
oxígeno/Remux/Creative Commons Atribuição-Partilha nos
Termos da Mesma Licença 3.0 Unported.

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?
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

Imagem:Oxalic
acid/Ondřej
Mangl/Creative
Commons
-
Atribuição
-
Partilha
nos
Mesmos
Termos
3.0
/

Determinar a fórmula molecular do etano, sabendo-se que sua massa molar é
30g/mol, sendo 80%, em massa, de carbono e 20%, em massa, de hidrogênio.
(massas atômicas: H=1; C=12).

Cálculo da fórmula mínima:
Composição
centesimal
Massa em
100g da
amostra
Quantidade de
matéria (mol)
Proporção
entre as
quantidades
de matéria
Fórmula
mínima
80% de C 80g 80 = 6,67
12
6,67 = 1
6.67
CH3
20% de H 20g 20 = 20,0
1
20,0 = 3
6,67
Cálculo da fórmula molecular:
1 x 12 x + 3 x 1 = 15
N = 30 = 2
15
= (CH3 ) . 2 = C2 H6
Carbono
Hidrogênio

Quando 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 obtida
com 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;

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

Quantidade de matéria X quantidade de matéria
Qual a quantidade de matéria de álcool etílico, C2 H6 O (L), que deve
reagir para fornecer 12 mol de gás carbônico ( supondo reação de
combustão completa) ?
Imagem:Brazil has run cars on alcohol for decades/Natecull/Creative Commons
Atribuição-Partilha nos Termos da Mesma Licença 2.0 Genérica.

Quantidade de matéria X volume
Dada a reação de combustão do álcool etílico, feita sob temperatura de 300 K
E pressão de 120 000 Pa, calcule a quantidade de matéria de C2H6O (L),
Necessária para liberar 103,95 L de CO2 (g).
P1 . V1
T1
=
P2 . V2
T2
100 000 X 22,71
273,15
120 000 V2
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.

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

a)O que indica a fórmula molecular?
b)O que se pode dizer sobre a fórmula
molecular em relação a fórmula mínima?

Agora que você já entendeu o conceito e aplicações das fórmulas moleculares
Que 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:

FELTRE, 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: meio ambiente,
cidadania, Tecnologia. V.2, 1ª ed.; 400 p. São Paulo-SP: Ed. FTD, 2010.
SANTOS, Wildson Luiz Pereira dos; MÓL, Gerson de Souza. Química
e 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.

Slide Autoria / Licença Link da Fonte Data do
Acesso
03
04 01/07/2012
05 01/07/2012
Acesso
06 A bowl of raw (unrefined, unbleached) sugar,
bought at the grocery store/Editor at
Large/Creative Commons - Atribuição - Partilha
nos Mesmos Termos 3.0
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Raw_s
ugar.jpg?uselang=pt-br
01/07/2012
07 Liaison_covalente_doublets_liants_et_non_liant
s.svg/Liaison_chimique_doublets_liants_et_non
_liants.svg: Cdang/derivative work: Cdang
(Discussão)/GNU Free Documentation License.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Liaison
_covalente_doublets_liants_et_non_liants.svg?u
selang=pt-br
01/07/2012
08 Eggs in a chicken coop/KoillokDoido/Creative
Commons - Atribuição - Partilha nos Mesmos
Termos 3.0
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Ovos_g
alinheiro.jpg?uselang=pt-br
01/07/2012
Tabela de Imagens

Acesso
11 Etano_conformazioni.PNG/Paginazero/Released
into the public domain (by the author).
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Etano_
conformazioni.PNG?uselang=pt-br
01/07/2012
16 Acido_ascorbico_acidita.jpg / Laghi.l / GNU Free
Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Acido_
ascorbico_acidita.jpg
01/07/2012
19 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
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Teste_
de_glicose.jpg?uselang=pt-br
01/07/2012
Acesso
20 Llama carburante de acetileno y
oxígeno/Remux/Creative Commons Atribuição-
Partilha nos Termos da Mesma Licença 3.0
Unported.
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Llama_
carburante.JPG?uselang=pt-br
01/07/2012
21 Uma lata do refrigerante Coca-Cola, versão
comercializada no Brasil/Eduardo Sellan
III/Creative Commons Atribuição-Partilha nos
Termos da Mesma Licença 3.0
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Coca-
Cola_lata.jpg?uselang=pt-br
01/07/2012
22 Oxalic acid/Ondřej Mangl/Creative Commons -
Atribuição - Partilha nos Mesmos Termos 3.0 /
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:C2H2O
4.png?uselang=pt-br
01/07/2012

Acesso
26 O2_MolecularOrbitals_Anim.gif/ Kilohn limahn /
GNU Free Documentation License
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:O2_M
olecularOrbitals_Anim.gif?uselang=pt-br
01/07/2012
28 Etano_conformazioni.PNG/Paginazero/Released
into the public domain (by the author).
http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Etano_
conformazioni.PNG?uselang=pt-br
01/07/2012

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