quarta-feira, 30 de maio de 2012

Caso particular 3: Quando os reagetens são substâncias impuras

                                                           Olá Caro leitor!
A primeira coisa a entender é que,é bem comum encontrar reagentes como substâncias impuras, já são encontrados na natureza assim ou porque eles são mais baratos(como no caso dos minérios).

Para esse tipo de cálculo estequiométrico vai ser necessário:






  • Grau de pureza (p);
  • o quociente entre a massa (m); substância principal
  •  a massa (m’) total da amostra (ou massa do material bruto).

Sendo: p = m/m’


EXEMPLO:
 
Deseja-se obter 180 litros de dióxido de carbono, medidos nas condições normais, pela calcinação de um calcário de 90% de pureza. Qual a massa de calcário necessária? (Massas atômicas: C = 12; O = 16; Ca = 40)
Resolução É dada a quantidade do produto que se deseja obter e pedida a quantidade do reagente impuro que será necessária. Pelo cálculo estequiométrico normal, teremos sempre quantidades de substâncias puras.Se a porcentagem de pureza é 90%, o grau de pureza será igual a 90/100 = 0,90 
CaCO3 => CaO + CO2
 Ca+C+(3* O) => 100 g
100 g => 22,4 l (CNTP)
m’ 0,90 => 180 l (CNTP)
                                            
m’ = (100*180) / (0,90*22,4)
m’ = 892,8 g de calcário.                                 
  
FONTE:                                                                       http://netopedia.tripod.com/quimic/calc_quimicos.htm    
e livro química geral, volume 1, do Ricardo Feltre

domingo, 27 de maio de 2012

Casos particulares de cálculos estequiométricos: 2 Quando são dadas as quantidades de dois (ou mais) reagentes

          Olá caros leitores, hoje iremos falar sobre estequiometria, mas precisamente sobre o caso particular 2. Como podemos perceber, tudo parece muito complicado, mas não desista, é fácil e prático de entender. Quer ver?



            Vamos analisar a seguinte situação: se, para montar um carro , são necessários 5 pneus (4 mais 1 reserva)  e 1 volante, quantos carros poderemos montar com 315 pneus e 95 volante?
 Para resolver esse problema vamos precisar de uma simples e fácil regra de 3, utilizando informações já pre- escrita na questão:
                                                          5 pneus -------> 1 carro        
                                                       315 pneus -------> x              x= 35 carros

            Percebemos que podemos montar com 315 pneus, 35 carros e os volantes? Como para cada carro é preciso de apenas 1 volante, portanto sobrarão 32 volantes (95-63 = 32).
Concluímos assim que na questão proposta, existem volantes "excesso" (ou pneus "em falta"). Podemos ainda dizer que o número de pneus constitui o fator limitante em nossa linha de montagem. 
            Com as reações químicas acontece algo semelhante. Vamos considerar o seguinte exemplo: Misturam-se 147 g de ácido sulfúrico e 100g de hidróxido de sódio para que reajam segundo a equação H2SO4  + 2NaOH ---->  Na2SO4 + 2H2O (massas atômicas: H=1; O=16; Na= 23; S=32). Pode-se calcular:
(a) a massa do sulfato de sódio formada;
(b) a massa do reagente que sobra (em excesso)após a reação.
          Primeiramente, vamos calcular a massa de NaOH que reagiria com os 147 g de H2SO4 mencionados no enunciado do problema:
                                     H2SO4  + 2NaOH ---->  Na2SO4 + 2H2O
                                     98g  -------    2*40g
                                    147g -------     x
                                      x= 120 g de NaOH
          Porém, isso é impossível pois o enunciado do problema informa que temos apenas 100 g de NaOH. Dizemos então que, neste problema, o H2SO4 é o reagente em excesso, pois seus 147 g "precisariam" de 120 g de NaOH para reagir completamente - mas nós só temos 100 g de NaOH.
          Vamos, agora, "inverter" o cálculo, isto é, determinar a massa  H2SO4 que reage com os 100 g de NaOH dados no enunciado do problema:
                                    H2SO4  + 2NaOH ---->  Na2SO4 + 2H2O
                                     98g  -------    2*40g
                                       y    -------    100 g 
                                       y= 122,5 g de H2SO4
              Agora isso é possível, e significa que os 100 g de NaOH dados no problema reagem com 122,5 g de H2SO4, sobrarão ainda 24,5 g de  H2SO(147- 122,5= 24,5), o que responde a pergunta (b) do problema.
           Ao contrário do  H2SO4 que, neste problema, é o reagente em excesso, dizemos que o NaOH é o reagente em falta, ou melhor, o reagente limitante da reação, pois o NaOH será o primeiro reagente a acabar ou se esgotar, pondo sim um ponto final na reação e determinando as quantidades de produtos que poderão ser formados.
           De fato, podemos calcular:                               <------ reagente limitante
   reagente em excesso--->        ( H2SO4)  +( 2NaOH) ---->  Na2SO4 + 2H2O
                                                    2*40 g  ------  142 g 
                                                      100 g  ------    z
                                                                           z= 177, 5 g de Na2SO4
              Isso responde à pergunta (a) do problema. Veja que o cálculo foi feito a partir dos 100 g de NaOH (reagente limitante), mas nunca poderia ter sido feito a partir dos 147 g de H2SO4 (reagente em excesso), pois chegaríamos a um resultado falso - note que os 147 g de H2SO4 não podem reagir integralmente, por falta de NaOH.

Viram que não é tão complicado? 
Só é estudar e vontade de aprender que vamos passar em qualquer prova!
                                      
                                                    Boa Sorte nos estudos! 
 

Fonte:  http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA8iUAE/estequiometria
FELTRE, RICARDO, 1928- . QUÍMICA / RICARDO FELTRE. - 6 . ed. - São Paulo : Moderna, 2004

sexta-feira, 25 de maio de 2012

Casos particulares de cálculos estequiométricos: 1 Quando aparecem reações consecultivas



Você leitor que está do outro lado da tela,sim você mesmo hoje neste post iremos acrescentar alguns detalhes e cuidados sobre o calculo estequiométrico, iremos falar dos casos particulares, pelo nome parece ser um monstro de sete cabeças, mas tudo bem, não se assustem ,pois é bem fácil de aprender, vamos começar neste post falando sobre o primeiro caso que é quando aparecem reações consecutivas.
Mas primeiro temos que saber o que são reações consecutivas: são as quantidades de reações químicas necessárias para se obter uma determinada substancias,para isso ficar mais claro, vamos usar um exemplo:
vocês concordam comigo, que para comemos o nosso pão de todos os dias acontecem várias reações para ele ficar pronto para comer?
1- passo: para se fazer um pão precisamos da receita, sim nesse momento que vamos procurar a receita no livro antigo da vovó,ou você que é uma pessoa moderna e vai procurar na internet, vão encontrar a receita de como fazer um pão e depois é só seguir as instruções de como fazer e levar ao forno e esperar ficar pronto, e depois é só tirar do forno e comer, você notaram que para comer o nosso querido pão de todos os dias ocorrem várias recões em serie, para que ele fique pronto...
Acho que depois desse exemplo ficou mais fácil entender, mas depois de ler essa receita de pão me deu uma fome...mas voltando ao assunto que são quando ocorrem reações consecutivas, bom até agora tudo bem, ai vem a grande pergunta que é "o que fazer quando aparecem reações consecutivas?"
Primeiro passo: escrever a equação química.
Segundo passo: Acertar os coeficientes, que é o nosso famoso balanceamento.
terceiro passo: cancelar as substancias "intermediarias",as substancias iguais e que apresentam coeficientes iguais(exemplo: eu poderia cancelar H20 COM H2O) em certos problemas, isso obriga a "multiplicar" ou "dividir" uma outra equação por números convenientes, que levem ao cancelamento desejado.
Quarto passo: bom parti daqui recaímos num cálculo estequiométrico comum, em que a regra de três é estabelecida em função da equação química que resulta da soma das equações intermediarias estabelecer uma regra de três,se caso for necessário.
 Agora caros leitores, "vamos ao infinito e alem", para um maior entendimento da aplicação desse caso particular da estequiometria que é de quando aparecem reações consecutivas, iremos demonstrar alguns exemplos:
Qual a massa de ácido sulfúrico produzido a partir de 8 toneladas de enxofre?
Vamos fazer esse calculo passo-a-passo;
Primeiro passo:escrever a equação química que são necessárias para obter o ácido sulfúrico a parti do enxofre(nesse caso, essa informação já foi obtida no enunciado)
S + O2             =>      SO2
SO2 + ½O2     => SO3
SO3 + H2O     => H2SO4
Segundo passo: balancear a equação química (a equação do primeiro passo já está balanceada).
Terceiro passo: cancelar as substancias "intermediarias", nesse caso iremos somar a equação e cancelar o  SO2, o SO3, pois eles se repetem, e daí geraremos uma equação global, que vai ser o resultado da soma que fizemos.logo a reação global é : S + 1½O2 + H2O => H2SO4

 Quarto passo: Agora só precisamos estabelecer a regra de três:
Dados: S = 32 e H2SO4 = 98

 S +  ½O2 + H2O => H2SO4
mol  32

98
massa 8

X
A massa de ácido sulfúrico produzido a partir de 8 toneladas de enxofre é = 24,5 toneladas
 ...Agora veremos outro exemplo:
O ácido nítrico surge a partir e algumas reações observem a equação dessas reações.

1) 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
2) 2NO + O2 → 2NO2
3) 3NO2 + H2O → 2HNO3 + NO
Agora, para calcular a massa da amônia é preciso para que ocorra a preparação de 6,3 gramas de ácido nítrico.
Dado:
Massas molares em g/mol:
NH3: 17
HNO3: 63
NO2: 46
NO: 30
Vejamos a resolução:
NH3, está presente na reação 1).
HNO3, está presente na reação 3).
NO, participa das reações 1) e 2).
NO2, está presente nas reações 2) e 3).
efetuando a multiplicação da equação 2) por 2, e a equação 3) por 4/3, obteremos:

1) 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O
2) 4NO + 2O2 → 4NO2
3) 4NO2 + 4/3H2O → 8/3HNO3 + 4/3NO

É possível conseguir 8/3 mols de HNO3, a partir de 4 mols NH3.
Vejamos:


Caros leitores, espero ter ajudado vocês, e desejo a vocês bom estudo, e que vocês não deixem de procurar cada vez mais aprender!!, deixo a vocês essa pequena tirinha para descontrair um pouco, e nunca deixem para estudar em cima da hora.^^


Fonte:  http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA8iUAE/estequiometria
FELTRE, RICARDO, 1928- . QUÍMICA / RICARDO FELTRE. - 6 . ed. - São Paulo : Moderna, 2004
http://tudogostoso.uol.com.br/receita/9589-pao-caseiro.html

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