Há muito de Matemática na Química, bastando se aprofundar na forma como as substâncias se relacionam entre si. pra ver isso, basta tentar resolver algumas questões de estequiometria.
A estequiometria se refere às proporções de produtos químicos após terem reações. Longe de ser algo imprevisível, os resultados delas podem ser calculados a partir de conceitos como a lei da conservação da massa, a lei das proporções definidas, entre outras.
Além disso, existe um método incrível pra solucionar questões de estequiometria em apenas 3 passos. Você já ouviu falar nisso? A base desse método está nas leis de proporção que se relacionam com a estequiometria.
Que tal saber mais sobre essa possibilidade de resolver questões de estequiometria em 3 etapas? Então, é só ficar de olho no post a seguir!
O que é estequiometria?
Estequiometria é a relação entre as quantidades de reagentes e produtos antes, durante e após as reações químicas.
Uma quantidade estequiométrica (ou proporção estequiométrica) de um reagente é a quantidade ou razão ideal em que, assumindo que a reação prossegue pra conclusão:
- todo o reagente é consumido;
- não há deficiência do reagente; ou
- não há excesso de reagente.
Em geral, as reações químicas se combinam em proporções de produtos químicos definidas.
Como as reações químicas não podem criar nem destruir a matéria, nem transmutar um elemento em outro, a quantidade de cada elemento deve ser a mesma em toda a reação geral.
A palavra foi usada pela primeira vez por Jeremias Benjamin Richter, em 1792. O termo é derivado das palavras gregas stoicheion, que significa elemento, e metron, que quer dizer medida.
Como é feito o cálculo de estequiometria?
A estequiometria se baseia na lei de conservação da massa, onde a massa total dos reagentes é igual à massa total dos produtos. Isso leva à percepção de que as relações entre quantidades de reagentes e produtos formam uma proporção de números inteiros positivos.
Em geral, as reações químicas combinam proporções definidas de compostos químicos. Já que a matéria não pode ser criada ou destruída, a quantia de cada elemento deve ser a mesma antes, durante e após a reação. Por exemplo, a quantia de um elemento A no reagente deve ser igual à quantia do mesmo elemento no produto.
Dessa forma, se as quantidades dos reagentes separados forem conhecidos, a quantidade do produto resultante deles poderá ser calculada. Por outro lado, se uma reagente tiver uma quantidade conhecida e a quantidade dos produtos pode ser determinada empiricamente, a quantidade de outros reagentes também poderá ser calculada.
Como resolver questões de estequiometria em 3 etapas?
1. Balanceamento da reação
Toda reação química ocorre numa determinada proporção entre os participantes, ou seja, uma quantidade do participante A reage com o participante B, sempre proporcional. Esta é conhecida como a Lei de Proust, a lei das proporções definidas.
Por isso, pra resolver qualquer questão que envolve estequiometria precisamos primeiro balancear a reação.
2. Pureza e rendimento
Nem sempre as substâncias colocadas pra reagirem são puras. Na maioria das vezes, os reagentes são impuros. Assim, se dissermos que uma dada substância tem 80% de pureza, significa que em cada 100g dela, apenas 80g será do reagente puro, as outras 20g será de impurezas. Quando fizermos os cálculos estequiométricos, devemos sempre levar em conta apenas as substâncias puras, não considerando a porcentagem de impurezas.
Outro ponto que deve ser considerado é o rendimento da reação, pois dificilmente uma reação terá 100% de rendimento, isto é, todo reagente reagirá e formará os produtos, normalmente uma porcentagem não reage. Então, dizemos que uma reação teve 80% de rendimento, queremos dizer que somente 80% da quantidade possível de produtos foram formados.
3. Reagente em excesso e limitante
Para uma reação ocorrer mais rápido, normalmente adiciona-se em excesso um dos reagentes da reação, isto é, coloca-se uma quantidade (concentração) maior do que a esperada pra reagir. Assim temos esse reagente em excesso e o outro limitante.
O reagente limitante vai “dizer” o quanto da reação vai reagir. Com isso, pros cálculos, deve-se usar a concentração do reagente limitante.
Questões de estequiometria do vestibular
1. (Enem 2012)
No Japão, um movimento nacional pra promoção da luta contra o aquecimento global leva o slogan: 1 pessoa, 1 dia, 1 kg de CO2 a menos! A ideia é cada pessoa reduzir em 1 kg a quantidade de CO2 emitida todo dia, por meio de pequenos gestos ecológicos, como diminuir a queima de gás de cozinha. Um hambúrguer ecológico? É pra já! Disponível em: http://lqes.iqm.unicamp.br. Acesso em: 24 fev. 2012 (adaptado).
Considerando um processo de combustão completa de um gás de cozinha composto exclusivamente por butano (C4H10), a mínima quantidade desse gás que um japonês deve deixar de queimar pra atender à meta diária, apenas com esse gesto, é de
Dados: CO2 (44 g/mol); C4H10 (58 g/mol)
a) 0,25 kg
b) 0,33 kg
c) 1,0 kg
d) 1,3 kg
e) 3,0 kg
2. (PUC-PR)
Em 100 gramas de alumínio, quantos átomos deste elemento estão presentes? Dados: M(Al) = 27 g/mol 1 mol = 6,02 x 1023 átomos .
a) 3,7 x 1023
b) 27 x 1022
c) 3,7 x 1022
d) 2,22 x 1024
e) 27,31 x 1023
3. (Cesgranrio)
De acordo com a Lei de Lavoisier, quando fizermos reagir completamente, em ambiente fechado, 1,12g de ferro com 0,64g de enxofre, a massa, em g, de sulfeto de ferro obtida será de: (Fe=56; S=32)
a) 2,76
b) 2,24
c) 1,76
d) 1,28
e) 0,48
Gabarito
- Resposta: B
- Resposta: D
- Resposta: C
Viu só como é possível resolver questões de estequiometria de forma fácil e rápida? A base de tudo está nas relações entre os valores que ficam óbvios ao considerarmos as leis associadas a eles. Então, aproveite os exercícios do post pra praticar!
Para fixar seus conhecimentos sobre Estequiometria, baixe o nosso mapa mental sobre estequiometria e assista abaixo ao nosso vídeo sobre o assunto. Prepare-se para acertar todos os cálculos estequiométricos no Enem.
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