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Química Aplicada à Engenharia Ambiental Prof a Ana Cláudia Mendes de Seixas Cálculo Estequiométrico.

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Apresentação em tema: "Química Aplicada à Engenharia Ambiental Prof a Ana Cláudia Mendes de Seixas Cálculo Estequiométrico."— Transcrição da apresentação:

1 Química Aplicada à Engenharia Ambiental Prof a Ana Cláudia Mendes de Seixas Cálculo Estequiométrico

2 Exemplo (massa x massa) Seja a reação de obtenção de SO 2 a partir do enxofre e oxigênio. Sabe-se que 32g de enxofre reage completamente com 32g de oxigênio, para formar 64g de SO 2. Calcule a massa de enxofre que reage com 0,97g de oxigênio. Resolução: S + O 2 SO 2 32g reage 32g produzindo 64g x g 0,97g x = 0,97 g

3 Exemplo (mol x mol) Calcule quantos mols de H 2 SO 4 são necessários para reagir com 18 mols de NaOH? Resolução: H 2 SO 4 + 2NaOH Na 2 SO 4 + 2H 2 O 1 mol 2 mols x 18 mols x = 9 mols

4 Exercícios 01) Em uma das etapas do tratamento de água, ocorre a adsorção de partículas sólidas em uma massa gelatinosa constituída de hidróxido de alumínio. Estas substância é preparada pela adição de Ca(OH) 2 e Al 2 (SO 4 ) 3, à água contida nos tanques de tratamento. Calcule o número de mols de Al 2 (SO 4 ) 3 que devem reagir com suficiente Ca(OH) 2 para formar 10 mols de hidróxido de alumínio? 02) Na reação de óxido de alumínio com ácido sulfúrico forma- se sulfato de alumínio. Qtos mols de ácido são necessários para obter 3 mols de sulfato? 03) Considere a informação: Cal viva + água cal hidratada (hidróxido de cálcio). Qual a quantidade de cal hidratada formada pela reação de água com 2 mols de cal viva?

5 Exemplo (massa x mol) Calcule a massa de CO 2 necessária para reagir com 4 mols de CaO. CaO + CO 2 CaCO 3 1 mol 1 mol 1 mol 1 mol 44 g 4 mols x = 176 g de CO 2

6 Exemplo (massa x massa) Calcule a massa de CaO necessária para neutralizar completamente 9,8g de H 2 SO 4. Dados: CaO = 56 g/mol; H 2 SO 4 = 98 g/mol CaO + H 2 SO 4 CaSO 4 + H mol 1 mol 1 mol 1 mol 56 g 98 g x 9,8 g x = 5,6 de CaO

7 Exercícios 04) Uma das maneiras de impedir que o SO 2, um dos responsáveis pela chuva ácida, seja liberado para atmosfera é tratá-lo previamente com óxido de magnésio em presença de ar, como equacionado a seguir: MgO (s) + SO 2 (g) + 1/2 O 2(g) MgSO 4(s). Quantas toneladas de óxido de magnésio são consumidas no tratamento de 9,6x10 3 toneladas de SO 2 ? 05) Nas estações de tratamento de água eliminam-se impurezas sólidas em suspensão através do arraste dos flóculos de hidróxido de alumínio, produzidos na reação representada por: Al 2 (SO 4 ) Ca(OH) 2 2 Al(OH) CaSO 4 Para tratar 1,0x10 6 m 3 de água foram adicionados 17 toneladas de Al 2 (SO 4 ) 3. Qual a massa de Ca(OH) 2 necessária para reagir completamente com esse sal?

8 Exercícios 06) Coletou-se água do rio Tietê, na cidade de São Paulo. Para oxidar completamente toda matéria orgânica contida em 1,00 L dessa amostra, microrganismos consumiram 48 mg de oxigênio (0 2 ). Admitindo-se que a matéria orgânica possa ser representada por C 6 H 10 O 5 e sabendo-se que sua oxidação completa produz CO 2 e H 2 O, qual a massa de matéria orgânica por litro de água do rio?

9 Exemplo (massa x molécula) Calcule a massa de oxigênio necessária para reagir com 2,4x10 24 moléculas de hidrogênio na obtenção de água? 2H 2 + O 2 2H mols 1 mol 2 mols 2(6,02x10 23 ) moléculas 32 g 2,4x10 24 moléculas x X = 64,0g de O 2

10 Exemplo (massa x volume) Calcule o volume de CO 2 nas CNTP, produzidos pela decomposição de 250g de CaCO 3. Dados volume molar (CNTP) 22,4L CaCO 3 CaO + CO 2 1 mol 1 mol 1 mol 100g 22,4L 250g x X= 56L

11 Exercícios 07) A chuva ácida que cai em certas regiões danifica as estátuas de mármore (CaCO 3 ). Considerando-se que a chuva ácida tem ácido sulfúrico (H 2 SO 4 ), a reação é: CaCO 3 + H 2 SO 4 CaSO 4 + H 2 O + CO 2. Considerando- se que a chuva ataca por dia 1g de mármore, quantos litros de CO 2 são desprendido diariamente? 08) Dada a equação: C 3 H 6 O + 4O 2 3CO 2 +3H 2 O. Qual o volume de gás carbônico liberado, na combustão total de 12x10 23 moléculas de propanona, a 27 o C e a 1 atmosfera de pressão?

12 Exemplo (reagente contendo impurezas) Retiram-se 200g de NaOH sólido com 80% de pureza. Qual a massa de H 2 SO 4 necessária para neutralizar o NaOH presente na amostra? Se fosse isenta impurezas (amostra) 200g 100% pura x 80% pureza (rótulo) x = 160g Logo: Há 40% de impurezas e 160g é a massa de NaOH Assim: 1H 2 SO 4 + 2NaOH 1Na 2 SO 4 + 2H 2 O 1 mol 2 mol 98g 80g x 160g x = 196g

13 Exercícios 09) Um fermento químico utilizado para fazer bolo é o sal bicarbonato de amônio, também chamado de carbonato ácido de amônio. Quando aquecido esse sal se decompõe em gás carbônico,água e amônia. Partindo de 25,0g de fermento que apresenta 80% de pureza em carbonato ácido de amônio, responda: a) A reação do processo b) O volume de gás carbônico obtido nas CNTP c) o número de mols de moléculas de amônia d) Explique como essa reação favorece o crescimento do bolo.

14 Unidades de Concentração Densidade: é o quociente entre a massa (g) e o volume (mL) Concentração comum: É a massa em gramas do soluto por litro de solução

15 Unidades de Concentração Título em massa T: é a relação entre a massa de soluto e a massa de solução Título em volume Tv: é a relação entre o volume do soluto e o volume da solução multiplicado por 100

16 Unidades de Concentração Parte por milhão ppm: para soluções muito diluídas, a concentração em massa costuma ser expressa em partes por milhão (ppm)

17 Exercícios 10) Dissolveu-se 30g de NaNO3 em água e completou-se o volume para 400 mL de solução. Qual a concentração em g/L? 11) Uma água contaminada com mercúrio encerra 0,02% em massa de mercúrio. Qual é a quantidade de mercúrio nessa água, em ppm? 12) Misturou-se 120g de álcool etílico com 280g de água. Determinar a porcentagem em volume do álcool sabendo-se que a densidade do álcool e da solução são respectivamente 0,8 e 0,95g/mL. 13) O limite máximo de ingestão diária aceitável (IDA) de ácido fosfórico, aditivo em alimentos, é de 5 mg/Kg de peso corporal. Calcule o volume de refrigerante, contendo ácido fosfórico na concentração de 0,6 g/L, que uma pessoa de 60Kg deve ingerir para atingir limite máximo de IDA?

18 Exercícios 14) Qual é a massa de NaOH necessária para preparar 200 mL de solução aquosa 0,1 molar? 15) Em relação à solução 0,25M de Li 2 CO 3, uma droga muito usada no tratamento de depressão, pode-se afirmar: a) Em 200 mL dessa solução há 36,9g de Li 2 CO 3 b) Em 200 mL dessa solução estão presentes 5,8x10 -2 mols de Li 2 CO 3 c) Para que haja 2,0x10 3 mols de Li 2 CO 3, são necessários 8 mL de solução d) Para uma dosagem de 6,0x10 -2 de Li 2 CO 3, são necessários 32,5mL de solução e) Em 0,5L dessa solução, existem, aproximadamente 9,23g de Li 2 CO 3

19 Exercícios 16) A concentração de íons fluoreto em uma água de uso doméstico é de 5,0x10 -5 mol/L. Se uma pessoa tomar 3,0L dessa água por dia, qual a massa em quilograma de fluoreto é consumida em um dia?


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