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FACULDADES OSWALDO CRUZ
Prof. M. Cristina Ricci
CONCEITOS FUNDAMENTAIS: M.A., M, MOL, FÓRMULA MÍNIMA E FÓRMULA MOLECULAR
UNIDADE DE MASSA ATÔMICA (u) Esta unidade equivale a 1/12 da massa de um átomo de 12 C. É representada pela letra minúscula u.
MASSA ATÔMICA
A massa atômica (MA) representa o quanto mais pesado que 1/12 de um átomo de carbono-12 um átomo de elemento químico qualquer é. Por exemplo, o Oxigênio tem massa atômica de 16u, pois é mais pesado 16 vezes em relação a 1 parte de 12 de um átomo de carbono-12.
MASSA MOLECULAR
A massa molecular (MM ou M) é a soma das massas atômicas dos átomos que compõem a molécula.
Exemplo 1 - A molécula de água (H 2 O)
H = 1 u, como são dois hidrogênios = 2 u; O = 16 u Portanto a Massa molar da H 2 O = 2u + 16u = 18u
Exemplo 2 - A molécula de CuSO 4 .5H 2 O
Cu = 63,5 u; S = 32 u; O = 16 u O = 16u x 4 hidrogênios = 64u; H = 1u x 2 hidrogênios = 2 u Massa molar da H 2 O = 18 g/mol x 5 = 90 g/mol Portanto a Massa Molar do CuSO 4 .5H 2 O = 248,5 g/mol
Massa de 1/12 do isótopo do (^12) C = 1,67. 10 (^24) g
MOL E MASSA MOLAR
A unidade SI para quantidade de matéria é o mol ( mole, em inglês). O mol é definido como "a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas unidades elementares quantos forem os átomos contidos em 0,012 kg de Carbono-12".
Através desta definição, qualquer quantidade de matéria que contenha 6,022 x 10^23 entidades é um mol. Assim, pode-se ter um mol de átomos, de moléculas, de íons, de prótons, de elétrons, ou de outras partículas, etc.
A expressão correta para se referir à massa de uma porção de substância cuja quantidade de matéria é um mol é a massa molar (M). A massa molar pode se referir às moléculas, elementos, íons, elétrons, partículas, etc.
Exemplo: M(KCl) = 74,56 g/mol, M(Cu) = 63,54 g/mol; M(H) = 1,0074 g/mol; M(Cl 2 ) = 70,916 g/mol.
A unidade unificada de massa atômica u, definida como 1 u = 1 g/N, onde N é o número de Avogadro (6,022 x 10^23 ), pois a unidade grama é muito grande para expressar a massa atômica ou molecular.
Exemplos: mCl = 35,45 u ou 5,887 x 10-23^ g; mNaCl = 58,44 u ou 9,704 x 10-23^ g.
FÓRMULA MOLECULAR
É a fórmula que apresenta a composição qualitativa e quantitativa da molécula e sua extensão. Exemplo: H 2 SO 4
FÓRMULA CENTESIMAL
Na composição centesimal de uma substância são apresentadas as percentagens, em massa, dos elementos participantes da fórmula da mesma. A composição centesimal da água é 88,99% de oxigênio e 11,11% de hidrogênio. Isso significa que em cada 100 gramas de água existem 88,89 gramas de oxigênio e 11,11 gramas de hidrogênio.
ESTEQUIOMETRIA
É importante saber a quantidade de produto que pode ser obtido a partir de uma
determinada quantidade de reagentes. É fundamental, também numa indústria química, saber
Para se executar um cálculo estequiométrico de forma precisa devem-se adotar alguns
procedimentos , como:
1. Escrever a equação química mencionada no problema ou observar se a equação está balanceada, caso não esteja proceder ao acerto de seus coeficientes; 2. Observar a relação molar entre reagentes e produtos, para tanto, basta observar os coeficientes da reação balanceada; 3. Identificar as substâncias envolvidas no cálculo através do enunciado e estabelecer uma regra de três entre os dados fornecidos e a pergunta do problema, obedecendo aos coeficientes da equação que poderá ser escrita em termos de massa, volume ou número de mols, etc., conforme as conveniências do problema.
QUANTIDADES DE REAGENTES E PRODUTOS
1. REAGENTES EM EXCESSO E REAGENTE LIMITANTE
Em uma reação química geralmente os reagentes não se encontram presentes em
quantidades estequiométricas exatas, ou seja, nas proporções indicadas pela equação
balanceada. Como o objetivo de qualquer reação é produzir a quantidade máxima de produto a
partir dos materiais iniciais, frequentemente se utilizará um dos reagentes em excesso para
assegurar que o reagente mais caro seja completamente convertido no produto desejado.
Como conseqüência, no final da reação, haverá sobra de um reagente. O reagente
consumido em primeiro lugar é denominado reagente limitante , pois a quantidade máxima de
produto formado depende da quantidade inicial deste reagente. Quando todo esse reagente é
consumido, não se pode formar mais produto.
Reagente em excesso é o reagente presente em quantidade superior àquelas
necessárias para reagir com dada quantidade do reagente limitante.
Exemplo:
H2(g) + O2(g) H 2 O(l) 40 g 40g
a) Qual o reagente limitante?
b) Qual a massa de produto formada?
c) Qual a massa de reagente em excesso?
Resolução:
MM: H 2 = 2 u; O 2 = 32 u; H 2 O = 18 u
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Prof. M. Cristina Ricci
2 2
40 32 gO gH gH gO =
falta O 2 , pois só temos 40 g de O 2 Reagente Limitante
2 2
40 4 gH gO gO gH =
(^) Reage – Reagente em Excesso
Logo pela estequiometria da reação, temos:
2 H2(g) + 1 O2(g) 2 H 2 O(l) 5 g 40g 45g (Lei de Lavoisier)
Excesso de reagente H 2 : 40 g – 5g = 35g de H 2
Exercício 1. Na obtenção de HNO 3 , a amônia (NH 3 ) reage com o oxigênio (O 2 ) de acordo
com a seguinte reação: NH3(g) + O2(g) NO(g) + H 2 O(l)
Ao se empregar 10 mols de amônia e 15 mols de oxigênio, responda: a) Diga qual reagente está em excesso e a quantidade em mols e em gramas? b) Diga qual reagente é o limitante da reação. c) Qual a quantidade em mols de NO que será obtida? d) Qual a massa de água que será formada na reação?
2. RENDIMENTO DA REAÇÃO
A quantidade de reagente limitante presente no início de uma reação determina o
rendimento teórico dessa reação, ou seja, a quantidade de produto que se formará se todo o
reagente limitante for consumido durante a reação.
O rendimento teórico é, então, o rendimento máximo que se pode obter de acordo com
a reação balanceada. Na prática o rendimento real geralmente é menor que o rendimento
teórico. Existem inúmeros motivos para justificar esta diferença como, por exemplo, muitas
reações são reversíveis, de modo que não se processam 100%, reações complexas formando
outros produtos ou ainda quando os reagentes não são puros.
Para determinar a % de rendimento de uma reação, utiliza-se a equação:
rendimento teórico
% rendimento= rendimento^ real x
A porcentagem de rendimento pode variar de 1 a 100%.
