19 e28093 Estequiometria e28093 Equacao de Clapeyron

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    19 ESTEQUIOMETRIA EQUAO DE CLAPEYRON

    I LEIS PONDERAIS.As Leis ponderais referem-se quantidade dos participantes das reaes e estabelecem

    relaes que definem a estequiometria, sejam relaes de massa, relaes de mols,

    relaes volumtricas.

    Lei da Conservao da massa ou Lei de Lavoisier.

    Na natureza nada se perde, nada se cria, tudo se transforma. Com este enunciado

    Lavoisier estabelece que em um sistema fechado de reao a massa total dos reagentes

    igual a massa total dos produtos. Como conseqncia estabelece o balanceamento das

    reaes qumicas e cria a Lei da Conservao da Massa (ou matria). Exemplificando:

    H2 + 1/2O2 H2O

    1mol 0,5mol 1 mol

    2g + 16g 18 g

    18g reagentes 18g produtos

    Observe que Lavoisier determina que a massa de uma reao se conserva, ou seja, a

    massa dos reagentes igual a massa dos produtos, porm isso no se aplica ao nmero

    de mols reagentes e produtos participantes da reao.

    Lei das propores definidas ou de Lei de Proust (1801).

    Toda substncia apresenta uma proporo constante em massa, na sua composio,

    e a proporo na quais as substncias reagem e se formam so constante. De acordo

    com esse conceito, pode-se dizer que a reao acontece dentro de relaes definidas

    pelo nmero de mols dos reagentes e produtos da equao balanceada, e essa relao

    mantida constante Observe:

    - Relao de massa.

    H2 + Cl2 2HCl

    2g 71g 73g 1 experincia

    4g 142 146 2 experincia

    1g 35,5g 36,5g 3 experincia

    - Relao de mols.

    N2 + 2H2 N2H41 mol 2 mols 1 mols 1 experincia

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    2 mols 4 mols 2 mols 2 experincia

    0,5mol 1 mols 0,5 mol 3 experincia

    Lei de Gay-Lussac (Lei volumtrica).

    Os volumes de todas as substncias gasosas envolvidas em um processo qumico, esto

    entre si em uma relao de nmeros inteiros e simples, desde que medidos a mesma

    temperatura e presso.

    Exemplificando, temos:

    N2(g) + 3H2(g) 2NH3(g)

    1 litro 3 litros 2 litros 1 experincia

    2 litros 6 litros 4 litros 2 experincia

    Observe que a relao volumtrica constante - 1: 3: 2.

    Equao de Clapeyron.

    As leis de Boyle-Mariotte, Charles - Gay-Lussac e de Avogadro possibilitam a

    obteno da equao de estado de um gs ou equao de Clapeyron que estabelece a

    relao da massa do gs com as variveis do estado gasoso, sendo muito til a

    procedimentos estequiomtricos. Sua expresso matemtica dada por:

    P . V = n . R . T

    onde R a constante universal dos gases, tendo como valores: 0,082 atm.L/mol.K ou

    62,3 mmHg.L/mol.K. A escolha da unidade da constante R depende da unidade de

    presso utilizada.

    IMPORTANTE LEMBRAR. A relao estabelecida por Avogadro:

    1 mol = 6,02.1023 partculas = Massa molar = 22,4 litros (gases na CNTP)

    1 mol de quaisquer gs, quando submetido as mesmas condies de temperatura e

    presso, ocupa o volume constante de 22,4L(volume molar) .

    PROPOSIO DE ATIVIDADES.

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    01. Qual o volume de gs amnia formado, quando se faz reagir 7g de N2 com quantidade

    suficiente de H2?

    (A massa molar do N2 28g.)

    Equao: H2 + N2 NH3Resposta: H2 + N2 NH3 (balancear a reao)

    3H2 + 1N2 2NH3

    3 mols 1 mol 2 mols

    28g--------2. 22,4litros

    7g---------- x

    x = 11,2 litros de NH3

    02. UFF) Para produzir 4,48 L de CO2 nas CNTP, conforme a reao

    CaCO3 CaO + CO2a quantidade necessria, em gramas, de CaCO3 :

    Dado:

    Massa molar CaCO3 = 100 g/mol

    a) 20,0

    b) 10,0

    c) 100,0

    d) 200,0

    e) 18,3

    Resposta:

    CaCO3 CaO + CO2100g --------------22,4 litros

    X ------------------- 4,48litros X = 20 gramas de CaCO3

    03. (Unitau-SP) Qual a massa molar de 45g de uma substncia gasosa que est dentro

    de um recipiente de 3 litros a uma presso de 5atm e a uma temperatura de 27C?

    Dado: R = 0,082 atm.L/mol.K

    Resposta: MM = 73,8 g/mol

    PV = nRT 5 . 3 = n . 0,082 . 300 n = 0,61 mol

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    45 gramas -------- 0,61 mol

    X ---------------------- 1 mol X = 73,8 gramas

    04. (Unitau-SP) Observe a equao:

    Zn + 2HCl ZnCl2 + H2A quantidade de zinco, em gramas que deve reagir para produzir 0,56 litros de H2 medidos a 0C e 2 atmosferas de presso, de:

    Dados: H = 1, Cl = 35,5, Zn = 65,4

    a) 1,63 g.

    b) 3,27 g.

    c) 4,90 g.

    d) 6,54 g.

    e) 8,17 g.

    Resposta: letra B

    PV = nRT 2.0,56 = n . 0,082. 273 n = 0,05 mol de H2Zn + 2HCl ZnCl2 + H21 mol--------------------1 mol

    65,4g-------------------- 1 mol

    X ------------------------- 0,05 mol X = 3,27 gramas de Zn

    05. (Cesgranrio) Um cilindro rgido contm 1400g de nitrognio puro. Aberto na atmosfera,

    a 27C e 1atm, at esgotar todo o contedo, o volume de N2 liberado ter sido de:

    (N = 14; R = 0,082 atm.L/K. mol)

    a) 110,7 L.

    b) 1119,3 L.

    c) 1230 L.

    d) 2240 L.

    e) 2460 L.

    Resposta: letra C

    1mol de N2 = 28 gramas 1400 gramas = 50 mols

    PV = nRT 1 . V = 50 . 0,082 . 300 V = 1230 litros

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    06. (Puccamp-SP) Num acidente, 4,9 toneladas de cido sulfrico so derramados numa

    rodovia. Quantas toneladas de xido de clcio devem ser utilizadas para neutralizar o

    cido?

    DADOS: Equao da reao:

    H2SO4 + CaO CaSO4 + H2O

    Massa molar do H2SO4 = 98/mol

    Massa molar do CaO = 56g/mol

    a) 56

    b) 9,8

    c) 5,6

    d) 4,9

    e) 2,8

    Resposta: letra E

    H2SO4 + CaO CaSO4 + H2O

    98 g ------- 56 g

    4,9 T ------- X X = 2,8 toneladas de CaO

    07. (Unitau-SP) Misturando 2g de hidrognio e 32g de oxignio em um balo de vidro e

    provocando a reao entre os gases, obteremos: 2H2 + O2 2H2O

    (Dados: H = 1; O = 16)

    a) 32 g de gua com 2 g de oxignio, que no reagiram.

    b) 32 g de gua com 1 g de oxignio, que no reagiu.

    c) 34 g de gua oxigenada.

    d) 34 g de gua, no restando nenhum dos gases.

    e) 18 g de gua ao lado de 16 g de oxignio, que no reagiram.

    Resposta: letra E

    08. (Unitau-SP) Para transformar mrmore em gesso, precisamos atac-lo com cido

    sulfrico, segundo a reao:

    H2SO4 + CaCO3 CaSO4 + CO2 + H2O

    Para 2 kg de mrmore, quanto de gesso precisamos produzir?

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    Dados: (Ca = 40; C = 12; S = 32; O = 16)

    Resposta: m = 2,72 kg

    09. (Cesgranrio) De acordo com a Lei de Lavoisier, quando fizermos reagir

    completamente, em ambiente fechado, 1,12g de ferro com 0,64g de enxofre, a massa, em

    g, de sulfeto de ferro obtida ser de: (Fe=56; S=32)

    Fe + S FeS

    a) 2,76.

    b) 2,24.

    c) 1,76.

    d) 1,28.

    e) 0,48.

    Resposta: letra C

    10. (UFG) Existem, pelo menos, duas correntes de pensamento que explicam o

    surgimento da vida em nosso planeta; uma denominada "criacionista" e a outra,

    "evolucionista". Considerando-se as leis e os princpios da Qumica, o "criacionismo"

    contraria

    a) o princpio de Heisenberg.

    b) a lei de Lavoisier.

    c) o segundo postulado de Bohr.

    d) o princpio de Avogadro.

    e) a lei de Hess.

    Resposta: letra B

    11. (UFRJ) O xido de alumnio (Al2O3) utilizado como anticido.

    Sabendo-se que a reao que ocorre no estmago 1Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O, a

    massa desse xido que reage com 0,25 mol de cido ser

    a) 3,25g.

    b) 4,25g.

    c) 5,35g.

    d) 6,55g.

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    e) 7,45g.

    Resposta: letra B

    1Al2O3+6HCl2AlCl3+3H2O

    102 g----6 mol

    X---------- 0,25 mol X = 4,25 gramas do xido de alumnio.

    12. (UFV) O alumnio (Al) reage com o oxignio (O2) de acordo com a equao qumica

    balanceada, a seguir:

    4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s)

    A massa, em gramas, de xido de alumnio (Al2O3) produzida pela reao de 9,0 g de

    alumnio com excesso de oxignio :

    a) 17

    b) 34

    c) 8,5

    d) 9,0

    e) 27

    Resposta: letra A

    4Al(s) + 3O2(g) 2Al2O3(s)

    108g---------------- 204g

    9g--------------------- X X = 17 gramas

    13. (UFAL) Que volume de CO2(g), nas condies ambiente de presso e temperatura,

    obtido quando 1 mol de HCl reage com 0,5mol de Na2CO3?

    Dados:

    Volume molar de gs nas condies ambiente de presso e temperatura=25L/mol

    2HCl + Na2CO3 2NaCl + H2O + CO2Resposta:

    2HCl + Na2CO3 2NaCl + H2O + CO22 mol --- 1mol--------------------------- 25 litros de CO21mol --- 0,5 mol ------------------------- 12,5 litros de CO2

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    14. (Vunesp-SP) A massa de gs carbnico (massa molar = 44g/mol), em gramas, produzida pela combusto completa de 96g de metano (massa molar = 16g/mol) CH4 + 2O2 CO2 + 2H2Oa) 44.b) 60.c) 88.d) 264.e) 576.Resposta: letra D

    CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O16 g ---------- 44g

    96g------------- X X = 264 gramas de CO2