Química

Cálculo estequiométrico – Entenda estequiometria de uma vez por todas!

O cálculo estequiométrico é usado quando desejamos descobrir a quantidade de determinadas substâncias envolvidas numa reação química. Ainda não sabe como realizar o cálculo da estequiometria? Leia nosso artigo e se prepare para o ENEM.

Vamos te ajudar a fazer cálculo estequiométrico passo a passo, por isso é muito importante entender bem o que é a estequiometria e algumas leis da química.

Estequiometria

Área da Química que estuda a quantidade de reagentes necessários para produzir uma determinada quantidade de produtos. De uma forma geral, podemos dizer que é o cálculo estequiométrico que informa a quantidade de substâncias envolvidas em uma reação química.

Aproveite e faça exercícios sobre a matéria!

Lembre-se, reagentes são as substâncias que estão reagindo para formar outra substância, que chamamos de produto. Essas reações são regidas por leis muito importantes, são as Leis Ponderais. Vamos a elas:

  • Lei de Lavoisier: Certamente você já ouviu falar dela: “Na natureza, nada se perde, nada se cria, tudo se transforma.” Acertamos?

Lavoisier percebeu que quando os reagentes reagem formando um produto, a massa antes da reação e a massa após a reação era a mesma.

Logo, a soma das massas dos reagentes é igual a soma das massas dos produtos. Se a soma da massa dos reagentes é 50g, a soma da massa dos produtos será 50g.

  • Lei de Proust: No mesmo seguimento da lei descrita acima, Proust descobriu que a proporção da relação entre os reagentes e os produtos é a mesma. O que acontece com um acontece com o outro proporcionalmente.

Logo, se os reagentes forem dobrados, os produtos serão dobrados. E se os reagentes forem triplicados, os produtos serão triplicados.

Antes de aprendermos a fazer o cálculo estequiométrico vamos relembrar alguns detalhes sobre MOL.

Sobre a massa molar (MOL) para fazer cálculo estequiométrico

Mol é uma forma de medir a quantidade existente de átomos e moléculas (conjunto de átomos). A quantidade de moles significa o quanto eu tenho de determinada molécula da reação química.

1 mol é o mesmo que a massa molar (ou massa molecular) daquela molécula. Também é o mesmo que o volume daquela molécula na CNTP (Condição Normal de Temperatura e Pressão – Temperatura = 0 °C e Pressão = 1 atm).

No caso do volume descrito acima, 1 mol é exatamente 22,4L de qualquer gás em condição CNTP (O exercício diz se está na CNTP ou não).

Como fazer o cálculo estequiométrico passo a passo!

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  • Monte a reação química: Extraia as informações do exercício para saber quais são os reagentes e quais são os produtos. Por isso, antes de qualquer coisa, escreva a equação química.

Por exemplo: N2 + H2 > NH3   Esta é uma equação montada. Temos 2 nitrogênios com mais 2 hidrogênios formando Amônia.

  • Deixe a equação balanceada: A quantidade de moléculas de um lado, deve ser igual à quantidade de moléculas do outro lado, conforme exposto nas leis já vistas. Do jeito que ela está escrita acima o cálculo estequiométrico não pode ser feito. De um lado há 2 nitrogênios e do outro lado apenas 1. De um lado há 3 hidrogênios e do outro há 2.

A mesma equação balanceada fica assim: 1N2 + 3H2 > 2NH3 Agora há 2 nitrogênios reagindo e 2 nitrogênios no produto. Há também 6 hidrogênios reagindo e 6 hidrogênios no produto.

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  • Faça regra de 3: Tendo uma equação balanceada você já tem o que precisa para fazer o cálculo estequiométrico. Vamos voltar a observar a nossa equação balanceada:

1N2 + 3H2 > 2NH3

Podemos notar que 1 molécula de nitrogênio + 3 moléculas de hidrogênio, formam 2 moléculas de amônia.

Logo, 1 mol de N2 + 3 mol de H2 > 2 mol de NH3

Fácil, certo?

E se o exercício te der a informação em gramas? Como fazer o cálculo estequimétrico?

Simples também! Observe na tabela periódica a massa de cada átomo (cuja unidade é u) e faça a soma e a multiplicação. Acompanhe abaixo passo a passo:

  • N2: A massa do nitrogênio é 14u. Temos 2 nitrogênios, logo 2×14 = 28u
  • 3H2: A massa do nitrogênio é 1. Vamos começar com H2> 2×1 = 2. Mas como são 3 mol de H2, devemos fazer 3×2 = 6u
  • 2NH3: 2 mol multiplicando a soma da massa do nitrogênio mais a massa dos três hidrogênios. Fica assim: 2x(14 + 1×3) = 34u

Por causa disso tudo, para realizar o cálculo estequiométrico com massa apenas fizemos somas e multiplicações das massas de cada átomo das moléculas levando em consideração a quantidade de mol de cada uma.

Temos isso: 28 gramas de nitrogênio + 6 gramas de hidrogênio formam 34 gramas de amônia.

E se o exercício te der a informação em litros ou volume? Como fazer o cálculo estequiométrico?

Vamos voltar e observar nossa equação que foi balanceada e depois escrita segundo a quantidade de moles:

1 mol de N2 + 3 mol de H2 > 2 mol de NH3

É o mesmo que dizer: 1 volume de N2 + 3 volumes de H2 > 2 volumes de NH3 (1v de N2 + 3v de H2 > 2v de NH3)

Escrever em litros ou em decímetros cúbicos (dm3) é escrever o volume. Lembrando que na CNTP, e isto é válido para qualquer gás, 1 mol = 22,4L.

  • Recapitulando!
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Percebeu como balancear e enxergar a equação química segundo a quantidade de moléculas (mol) é muito importante? Uma vez feito isso, bastou somar as massas para saber em gramas e bastou considerar o volume na quantidade de moles também.

Regra de três

Para fazer o cálculo estequiométrico você precisará da regra de três! Para fazê-la você precisará de três valores e com isso descobrirá o quarto.

Veja a situação abaixo:

Quero produzir 4 moles de Amônia. Quantos moles de hidrogênio vou precisar?

Segundo nossa equação balanceada 3 moles de hidrogênio produzem 2 moles de amônia, sendo assim, montamos:

3 mol H2 ——-  2 mol de NH3

x  mol de H2 ——-  4 mol de NH3

Multiplicamos cruzado, resolvemos uma equação de primeiro grau e encontramos que x = 6 moles de H2         

Se o exercício tivesse pedido o valor em massa, a regra de três teria sido feita com os valores das massas. E se tivesse pedido o volume, o cálculo estequiométrico teria sido feito com o volume!

Também é possível ter informações em gramas e resposta em litros, ou informação em moles e resposta em gramas. O importante é que na regra de três as unidades das colunas sejam as mesmas.

Podemos ter em uma coluna (vertical somente) as unidades escritas em grama e na outra coluna em litros!

Está mais fácil entender o cálculo estequiométrico?

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