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19 - e28093 - estequiometria - e28093 - equação - de - clapeyron, Notas de estudo de Bioquímica

Química Inorgania e geral

Tipologia: Notas de estudo

2012

Compartilhado em 09/11/2012

diogenes-folha-7
diogenes-folha-7 🇧🇷

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www.quimica10.com.br
19 – ESTEQUIOMETRIA – EQUAÇÃO DE CLAPEYRON
I – LEIS PONDERAIS.
As Leis ponderais referem-se à quantidade dos participantes das reações e estabelecem
relações que definem a estequiometria, sejam relações de massa, relações de mols,
relações volumétricas.
Lei da Conservação 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 reação a massa total dos reagentes
é igual a massa total dos produtos. Como conseqüência estabelece o balanceamento das
reações químicas e cria a Lei da Conservação da Massa (ou matéria). 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 reação se conserva, ou seja, a
massa dos reagentes é igual a massa dos produtos, porém isso não se aplica ao número
de mols reagentes e produtos participantes da reação.
Lei das proporções definidas ou de Lei de Proust (1801).
“Toda substância apresenta uma proporção constante em massa, na sua composição,
e a proporção na quais as substâncias reagem e se formam são constante”. De acordo
com esse conceito, pode-se dizer que a reação acontece dentro de relações definidas
pelo número de mols dos reagentes e produtos da equação balanceada, e essa relação é
mantida constante Observe:
- Relação de massa.
H2 + Cl2 2HCl
2g 71g 73g 1ª experiência
4g 142 146 2ª experiência
1g 35,5g 36,5g 3ª experiência
- Relação de mols.
N2 + 2H2 N2H4
1 mol 2 mols 1 mols 1ª experiência
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19 – ESTEQUIOMETRIA – EQUAÇÃO DE CLAPEYRON

I – LEIS PONDERAIS.

As Leis ponderais referem-se à quantidade dos participantes das reações e estabelecem relações que definem a estequiometria, sejam relações de massa, relações de mols, relações volumétricas.  Lei da Conservação 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 reação a massa total dos reagentes é igual a massa total dos produtos. Como conseqüência estabelece o balanceamento das reações químicas e cria a Lei da Conservação da Massa (ou matéria). Exemplificando: H 2 + 1/2O 2  H 2 O 1mol 0,5mol  1 mol 2g + 16g  18 g 18g reagentes  18g produtos Observe que Lavoisier determina que a massa de uma reação se conserva, ou seja, a massa dos reagentes é igual a massa dos produtos, porém isso não se aplica ao número de mols reagentes e produtos participantes da reação.  Lei das proporções definidas ou de Lei de Proust (1801). “Toda substância apresenta uma proporção constante em massa, na sua composição, e a proporção na quais as substâncias reagem e se formam são constante”. De acordo com esse conceito, pode-se dizer que a reação acontece dentro de relações definidas pelo número de mols dos reagentes e produtos da equação balanceada, e essa relação é mantida constante Observe:

  • Relação de massa. H 2 + Cl 2  2HCl 2g 71g  73g 1ª experiência 4g 142  146 2ª experiência 1g 35,5g  36,5g 3ª experiência
  • Relação de mols. N 2 + 2H 2  N 2 H 4 1 mol 2 mols 1 mols 1ª experiência

2 mols 4 mols 2 mols 2ª experiência 0,5mol 1 mols 0,5 mol 3ª experiência  Lei de Gay-Lussac (Lei volumétrica). “Os volumes de todas as substâncias gasosas envolvidas em um processo químico, estão entre si em uma relação de números inteiros e simples, desde que medidos a mesma temperatura e pressão”. Exemplificando, temos: N 2 (g) + 3H 2 (g)  2NH 3 (g) 1 litro 3 litros 2 litros 1ª experiência 2 litros 6 litros 4 litros 2ª experiência Observe que a relação volumétrica é constante - 1: 3: 2.  Equação de Clapeyron. As leis de Boyle-Mariotte, Charles - Gay-Lussac e de Avogadro possibilitam a obtenção da equação de estado de um gás ou equação de Clapeyron que estabelece a relação da massa do gás com as variáveis do estado gasoso, sendo muito útil a procedimentos estequiométricos. Sua expressão matemática é dada por: P. V = n. R. T onde R é 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 pressão utilizada. IMPORTANTE LEMBRAR.  A relação estabelecida por Avogadro: 1 mol = 6,02.10^23 partículas = Massa molar = 22,4 litros (gases na CNTP)  “1 mol de quaisquer gás, quando submetido as mesmas condições de temperatura e pressão, ocupa o volume constante de 22,4L(volume molar)”. PROPOSIÇÃO DE ATIVIDADES.

45 gramas -------- 0,61 mol X ---------------------- 1 mol X = 73,8 gramas

  1. (Unitau-SP) Observe a equação: Zn + 2HCl  ZnCl 2 + H 2 A quantidade de zinco, em gramas que deve reagir para produzir 0,56 litros de H 2 medidos a 0°C e 2 atmosferas de pressão, é de: Dados: H = 1, Cl = 35,5, Zn = 65, 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 H 2 Zn + 2HCl  ZnCl 2 + H 2 1 mol--------------------1 mol 65,4g-------------------- 1 mol X ------------------------- 0,05 mol X = 3,27 gramas de Zn
  2. (Cesgranrio) Um cilindro rígido contém 1400g de nitrogênio puro. Aberto na atmosfera, a 27°C e 1atm, até esgotar todo o conteúdo, o volume de N 2 liberado terá 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 N 2 = 28 gramas 1400 gramas = 50 mols PV = nRT 1. V = 50. 0,082. 300 V = 1230 litros
  1. (Puccamp-SP) Num acidente, 4,9 toneladas de ácido sulfúrico são derramados numa rodovia. Quantas toneladas de óxido de cálcio devem ser utilizadas para neutralizar o ácido? DADOS: Equação da reação: H 2 SO 4 + CaO → CaSO 4 + H 2 O Massa molar do H 2 SO 4 = 98/mol Massa molar do CaO = 56g/mol a) 56 b) 9, c) 5, d) 4, e) 2, Resposta: letra E H 2 SO 4 + CaO → CaSO 4 + H 2 O 98 g ------- 56 g 4,9 T ------- X X = 2,8 toneladas de CaO
  2. (Unitau-SP) Misturando 2g de hidrogênio e 32g de oxigênio em um balão de vidro e provocando a reação entre os gases, obteremos: 2H 2 + O 2  2H 2 O (Dados: H = 1; O = 16) a) 32 g de água com 2 g de oxigênio, que não reagiram. b) 32 g de água com 1 g de oxigênio, que não reagiu. c) 34 g de água oxigenada. d) 34 g de água, não restando nenhum dos gases. e) 18 g de água ao lado de 16 g de oxigênio, que não reagiram. Resposta: letra E
  3. (Unitau-SP) Para transformar mármore em gesso, precisamos atacá-lo com ácido sulfúrico, segundo a reação: H 2 SO 4 + CaCO 3  CaSO 4 + CO 2 + H 2 O Para 2 kg de mármore, quanto de gesso precisamos produzir?

e) 7,45g. Resposta: letra B 1Al 2 O 3 +6HCl2AlCl 3 +3H 2 O 102 g----6 mol X---------- 0,25 mol X = 4,25 gramas do óxido de alumínio.

  1. (UFV) O alumínio (Al) reage com o oxigênio (O 2 ) de acordo com a equação química balanceada, a seguir: 4Al(s) + 3O 2 (g)  2Al 2 O 3 (s) A massa, em gramas, de óxido de alumínio (Al 2 O 3 ) produzida pela reação de 9,0 g de alumínio com excesso de oxigênio é: a) 17 b) 34 c) 8, d) 9, e) 27 Resposta: letra A 4Al(s) + 3O 2 (g)  2Al 2 O 3 (s) 108g---------------- 204g 9g--------------------- X X = 17 gramas
  2. (UFAL) Que volume de CO 2 (g), nas condições ambiente de pressão e temperatura, é obtido quando 1 mol de HCl reage com 0,5mol de Na 2 CO 3? Dados: Volume molar de gás nas condições ambiente de pressão e temperatura=25L/mol 2HCl + Na 2 CO 3  2NaCl + H 2 O + CO 2 Resposta: 2HCl + Na 2 CO 3  2NaCl + H 2 O + CO 2 2 mol --- 1mol--------------------------- 25 litros de CO 2 1mol --- 0,5 mol ------------------------- 12,5 litros de CO 2
  1. (Vunesp-SP) A massa de gás carbônico (massa molar = 44g/mol), em gramas, produzida pela combustão completa de 96g de metano (massa molar = 16g/mol) é CH 4 + 2O 2  CO 2 + 2H 2 O a) 44. b) 60. c) 88. d) 264. e) 576. Resposta: letra D CH 4 + 2O 2  CO 2 + 2H 2 O 16 g ---------- 44g 96g------------- X X = 264 gramas de CO 2