Cálculo estequiométrico

Equação química, reação e reagentes

O cálculo estequiométrico, ou cálculo das medidas apropriadas, é um dos maiores passos dados pela humanidade no campo científico e é o cerne da química quantitativa.
Lavoisier (1743-1794), o pai da química moderna, foi capaz de associar todos os conhecimentos qualitativos da sua época à exatidão da matemática.

Para tanto, desenvolveu vários equipamentos de medição, entre eles a balança analítica de laboratório, permitindo ao químico medir ou calcular as massas dos reagentes e produtos envolvidos em uma reação química.

Atualmente, o cálculo estequiométrico é utilizado em várias atividades, tais como: pela indústria que deseja saber quanto de matéria-prima (reagentes) deve utilizar para obter uma determinada quantidade de produtos, pelo médico que quer calcular quanto de determinada substância deve ministrar para cada paciente, entre inúmeras outras.

Apesar de temido por muitos vestibulandos, o cálculo estequiométrico deixa de ser um problema se os seguintes passos forem seguidos:

1o passo - Montar e balancear a equação química;
2o passo - Escrever a proporção em mols (coeficientes da equação balanceada);
3o passo - Adaptar a proporção em mols às unidades usadas no enunciado do exercício (massa, volume nas CNTP, n? de moléculas etc);
4o passo - Efetuar a regra de três com os dados do exercício.

Verifique o exemplo abaixo.Depois confira estas outras dicas importantes: se a reação for representada em várias etapas (reações sucessivas), some todas para obter uma só e faça o cálculo com esta; se for apresentado rendimento no exercício, efetue o cálculo normalmente. A quantidade calculada supõe rendimento de 100% e com uma simples regra de 3 você adapta o resultado ao rendimento dado.

O cálculo estequiométrico é um assunto muito abordado nos vestibulares. Vamos tentar entender:

Para fazermos um bolo simples é necessário respeitar uma receita padrão:
3 xícaras de farinha de trigo
4 ovos
1 copo de leite

É evidente que aqui não levaremos em conta o recheio. Este fica a critério do freguês.

Podemos identificar que a receita nos traz os ingredientes e suas quantidades.
No Cálculo Estequiométrico, temos a mesma situação. Para resolvê-lo precisamos de uma receita (reação) que traga os ingredientes (reagentes e/ou produtos) e suas quantidades (coeficientes estequiométricos da reação).

Exemplo:

1C + 2H2 + 1/2O2 → 1CH3OH

Devemos lembrar que as quantidades em uma reação não podem ser dadas em xícaras, copos e etc., mas em quantidade de matéria (mols). Assim a reação em exemplo estabelece uma proporção:

Para cada mol de carbono são necessários 2 mols de gás hidrogênio e meio mol de gás oxigênio. Se pusermos para reagir 2 mols de carbono, será necessário dobrar a receita.

Em tempo, a quantidade de matéria (mol) é equivalente à massa molar de uma substância ou então a 6,02 . 1023 moléculas e se for um gás que esteja nas condições normais de temperatura e pressão, o mol pode significar 22,4 litros.

Qual a massa de água dada em gramas, produzida a partir de 8g de hidrogênio gás?

1? → H2 + O2 → H2O

2? → 2H2 + O2 → 2H2O

3? → 4g → 36g

        8g → x

x = 8 . 36/4

x = 72g de H2O