segunda-feira, 12 de dezembro de 2016

AULÃO DE CÁLCULO ESTÉQUIOMÉTRICO PARA O 2º ANO - PARTE 2

 V – QUANDO OS PARTICIPANTES NÃO SE ENCONTRAM NA MESMA CONDIÇÃO DE TEMPERATURA E PRESSÃO

- Nestes casos é comum usar a equação de Clayperon, pois ela transforma a temperatura e pressão.


Ex1: Considerando a equação 2CO + O2 ---- 2 CO2 e supondo que o volume de CO tenha sido medido nas condições ambientais (25 ºc e 1 atm), qual será o volume de O2 necessário nas CNTP.

Transformando a temperatura para Kelvin:
T = C + 273
T = 25 + 273
T = 298º C


VI - QUANDO O PROBLEMA ENVOLVE UMA SUBSTÂNCIA   IMPURA - GRAU DE PUREZA

- Você ao fazer cálculos com impureza, existirão dois caminhos. Ou se tira a impureza no início do problema ou no final. Cuidado para não esquecer.

Ex1500 g de calcário com 90 % de pureza em CaCO3 são decompostos pela ação do calor. Calcule:

a) A massa do produto sólido obtido.
                    
    CaCO3   ---------    CaO (sólido) + CO2(g)
   
    nCaO = nCaCO3



 
 



b) O volume de gás obtido nas CNTP.













Ex2: 1 Kg de calcário é tratado com ácido clorídrico em excesso. Foram obtidos 144 g de água. Determine:

a) A pureza do calcário em carbonato de cálcio.












b) A massa do cloreto de cálcio.









VII - QUANDO O PROBLEMA ENVOLVER RENDIMENTO

- Da mesma forma que você faz cálculos com impureza, existirão dois caminhos. Ou se tira o rendimento no início do problema ou no final. Cuidado para não esquecer.


Ex1: 108 g de alumínio metálico são atacados por ácido sulfúrico. São Obtidos, no processo 133,6 L de gás na CNTP. Qual o rendimento do processo?





 













Ex2: Num processo de rendimento 80 % são colocados magnésio e ácido nítrico. O processo químico se dá com liberação de gás. Qual a massa de magnésio que foi utilizada sabendo-se que foram obtidos 10 g de gás?


Mg + 2HNO3  ----------   Mg(NO3)2 + H2

nH2 = nMg




Ou através de Regra de Três:

120 g --------------- 100%


mp --------------------   80%









VIII - QUANDO O PROBLEMA ENVOLVER REAÇÃO COM O AR ATMOSFÉRICO

Como sabemos, o ar é uma mistura de diversos gases, incluindo aí os gases nobres. Entretanto, para simplificação de cálculos vamos considerar que o ar tem apenas 2 gases: o Oxigênio e o Nitrogênio. Arredondando os valores vamos considerar que:


                          80 %  N2
  No ar atmosférico, consideramos       
                                        20 %  O2
  

IX – QUANDO O PROBLEMA ENVOLVER REAÇÕES CONSECUTIVAS

- Nestes casos você deve somar as reações de modo a ficar apenas com uma reação que deverá ser sua guia para responder as peguntas. Para quem não sabe somar reações , é só lembrar do seguinte:
1   - O que for produto em uma pode ser cortado se aparecer como reagente na primeira. se as quantidades forem diferentes, basta multiplicar a reação ou as reações por números inteiros e pequenos, para que as quantidades se igualem e assim você possa cortá-los.

Ex1: Analisemos, como exemplo, a fabricação do ácido sulfúrico. Este processo envolve as reações representadas a seguir:







Como nós faríamos para calcular a massa de H2SO4, produzida a partir de 4 toneladas de enxofre?
Uma maneira de resolver o problema seria, com auxilio da 1.ª equação, calcularmos a massa de SO2. Depois, com auxílio da 2.ª equação, calcularmos a massa de SO3 e, finalmente, com auxílio da 3.ª equação, calcularmos a massa de H2SO4 Porém, existe uma forma mais simples e rápida para a resolução do problema. Para isto, somamos as equações químicas representativas de cada etapa e efetuamos o cálculo estequiométrico, com auxilio da equação resultante.




Resp.: Serão produzidas 12,25 toneladas de H2SO4.

Portanto, para resolvemos problemas com o objetivo de se obter uma única equação e, a partir dela, resolver o problema.

Ex2: Através da seqüência de reações:


Fe + H2SO4  ---------------   FeSO4 + H2

3H2 + N2 ------------------   2NH3

Determine a massa de H2SO4 necessária para a produção de 67,2 L de NH3, nas CNTP: Massas molares: H = 1 g/mol; S = 32 g/mol e O = 16 g/mol.

Somando as equações:







É necessário multiplicar a equação por 3, pois a 2.ª reação consome 3 mols de H2.

Portanto, para resolvemos problemas com o objetivo de se obter uma única equação e, a partir dela, resolver o problema.

Ex3: Quantos gramas de H2SO4 são gastos para produzir 11,2 L de NH3 nas CNTP.











X – QUANDO O PROBLEMA ENVOLVER REAGENTES EM EXCESSO

- Neste caso o ideal é montar uma regra de três entre os dados para achar o reagente limitante, ou simplesmente usar a Lei d Proust.

Ex1: Misturando-se 10 g de H2 SO4 com 8 g de NaOH, calcule a massa de Na2SO4  formada e determine se é ácida ou básica a solução final.

H2SO4 + 2NaOH Na2SO4 + 2H2O
1 mol      2 mols        1 mol       2 mols
10 g        8 g
98 g        80 g

Descobrindo quem está em excesso





Note que foram usadas apenas 8 g e o necessário seria 8,16 g, portanto, o NaOH não está em excesso.






Note que foram usadas 10 g, quando o necessário seria 9,8 g, portanto, o H2SO4 está em excesso.







Pelo Prof. Dr. Eudo Robson

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