Estequiometria
A estequiometria é a forma de calcular as quantidades de
reagentes e produtos envolvidos em uma reação química.
Ela compreende cálculos matemáticos simples para
conhecer a proporção correta de substâncias a serem
usadas.
Os princípios da estequiometria se baseiam nas Leis
Ponderais, relacionadas com as massas dos elementos
químicos dentro das reações químicas. Elas incluem:
●
●
Lei de Lavoisier: Também chamada de “Lei de
Conservação das Massas”. Baseia-se no seguinte
princípio: "A soma das massas das substâncias
reagentes em um recipiente fechado é igual à
soma das massas dos produtos da reação".
Lei de Proust: Também chamada de “Lei das
Proporções Constantes”. Ela baseia-se em “Uma
determinada substância composta é formada por
substâncias mais simples, unidas sempre na
mesma proporção em massa”.
Assim, átomos não são criados ou destruídos em uma
reação química. Logo, a quantidade de átomos de
determinado elemento químico deve ser a mesma nos
reagentes e nos produtos.
Como fazer cálculos estequiométricos?
Existem várias formas de se resolver problemas com
cálculos estequiométricos. Vamos seguir alguns passos
para a sua resolução:
●
Passo 1: Escreva a equação química com as
substâncias envolvidas;
●
Passo 2: Faça o balanceamento
química. Para isso, é preciso
coeficientes para que reagentes
contenham a mesma quantidade
segundo as Leis Ponderais (Lei de
de Lavoisier);
da equação
ajustar os
e produtos
de átomos,
Proust e Lei
●
Passo 3: Escreva os valores das substâncias,
seguindo os dados do problema e identificando o
que se pede;
●
Passo 4: Estabeleça a relação existente entre os
números de moles, massa, volume. De acordo
com os valores a seguir:
●
Passo 5: Faça uma regra de três simples para
calcular os valores que são pedidos na questão ou
problema.
Exemplo:
1. Quantos moles do gás hidrogênio são necessários para a
formação de amônia (NH3), sabendo que a quantidade do
gás nitrogênio é de 4 moles?
Passo 1: N2 + H2 = NH3
Passo 2: na equação as quantidades de átomos não estão
equilibradas. Há 2 átomos de nitrogênio e 2 de hidrogênio
nos reagentes, enquanto que no produto há 1 átomo de N e
3 de hidrogênio.
Começando pelo nitrogênio, acertamos o coeficiente no
produto: N2 + H2 = 2 NH3
O nitrogênio ficou equilibrado nos dois lados, mas o
hidrogênio não.
N2 + 3H2 = 2NH3. Agora sim!
Passo 3: Valor dado pelo exercício: 4 moles de N2
Valor pedido pelo exercício: quantos moles de H2?
Escrevemos: x moles de H2
Passo 4: Estabelecer as relações correspondentes quando
necessário. Nesse exemplo não há necessidade, porque é de
mol com mol.
Na reação equilibrada acima, observa-se que a relação é de
1 mol de N2 que reage com 3 moles de H2.
Passo 5: Fazer a regra de três.
Atenção! Coloque sempre os valores de uma substância
sobre ela mesma ao montar a regra de três, quer dizer, no
exemplo, nitrogênio sobre nitrogênio e hidrogênio sobre
hidrogênio, como se vê abaixo:
3) Dados do problema: x litros de O2 e 1 mol de H2O
4) Relação mol com volume: 1 mol de O2 corresponde a
22,4L e 1 mol de H2O corresponde a 22,4L
Pela equação é preciso 1 mol de O2 para formar 2 moles de
H2O. Como o exercício pede 1 mol de água, então será
preciso metade dessa proporção, ou seja 1/2 mol de O2
para 1 mol de água.
Exercícios Resolvidos
Exercício 1 (Mol com Massa)
1. Quantos gramas de hidrogênio reagem com 5 moles de
oxigênio para formar água?
Resolução
1) H2 + O2 = H2O
2) Primeiro equilibrar o coeficiente do oxigênio no produto
⇒ H2 + O2 = 2 H2O.
E por fim, equilibrar o hidrogênio 2 H2 + O2 = 2 H2O
3) Dados do problema: x gramas de H2 e 5 moles de O2
4) Relação mol com massa: 1 mol de H2 corresponde a 2
gramas de H2 (Massa Molar).
Pela equação equilibrada: 2 moles de H2 reagem com 1
mol de O2. Portanto, seguindo a relação acima 2 moles de
H2 corresponde a 4 gramas
5) Regra de três: 4 g de H2 _______ 1 mol de O2
x gramas de H2 _______ 5 moles de O2
x g de H2 = 5 moles de O2 . 4 g de H2/ 1 mol de O2
5) Montar a regra de três: 1 mol de H2O _______ 1/2 mol
de O2
22,4L de H2O _______ x litros de O2
x litros de O2 = 22,4L de H2O . 1/2 mol de O2/ 1 mol de
H2O
x = 11,2
São necessários 11,2 litros de oxigênio para formar 1 mol
de água líquida.
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Atividade
1) A amônia (NH3) é um composto químico que pode ser
produzido pela reação entre os gases nitrogênio (N2) e
hidrogênio (H2), conforme a reação não balanceada a
seguir.
Os coeficientes estequiométricos dos compostos
apresentados na equação química são, respectivamente:
a) 1, 2 e 3
b) 1, 3 e 2
c) 3, 2 e 1
d) 1, 2 e 1
x = 20
Então 20 gramas de hidrogênio reagem com 5 moles de
oxigênio para formar água.
Exercício 2 (Mol com Volume)
2. Qual o volume de oxigênio, em litros, que se faz
necessário para formar 1 mol de água líquida (segundo as
CNTP)?
Resolução:
1) H2 + O2 = H2O
2) Como visto acima a equação balanceada é: 2 H2 + O2 =
2 H2O
2) Para a reação de síntese da amônia (NH3) ao utilizar 10
g de nitrogênio (N2) reagindo com hidrogênio (H2), qual
massa, em gramas, do composto é produzida?
Dados:
N: 14 g/mol
H: 1 g/mol
a) 12 g
b) 12,12
c) 12,14
d) 12,16