Pureza e Impureza na Estequiometria

Em praticamente todas as situações no mundo em que é necessário realizar algum tipo de mistura existe a chamada proporção perfeita, ou seja, existe uma quantidade exata necessária para que a mistura ocorra da melhor forma possível. E os exemplos estão em todos os lugares:

• Na Coca-Cola, é preciso a quantidade certa de sódio, de cola, de água e do elemento secreto da empresa: o 7X;

• No desenvolvimento de um ser humano, é preciso a quantidade certa de sangue, líquidos, músculos e ossos. Em casos em que um desses itens é apresentado em baixa quantidade, a tendência é que o ser humano tenha alguma limitação física;

• Na indústria de dobramento de metal, é necessária a proporção correta de metal e a temperatura certa de caldeira para que o manuseio do metal seja feito da melhor forma possível, levando em conta a facilidade de realização de alterações físicas e a possibilidade de ele estar derretido;

• Na produção de água, é preciso a quantidade certa de moléculas de hidrogênio e a quantidade certa de moléculas de oxigênio. Para cada uma delas, a proporção deve ser obedecida, ou os elementos serão incapazes de reagir da maneira correta;

• E se adicionarmos o gás à água dada como exemplo anteriormente, teremos mais um elemento que deve ser adicionado de maneira proporcional. E semelhante à água, se não for respeitada a sua proporção, a receita estará totalmente perdida.

Trazendo as misturas para o mundo da química

Conforme podemos perceber nos exemplos acima, é necessário que haja uma proporção correta entre os elementos para que absolutamente qualquer coisa aconteça dentro do reino vivo. Mesmo em objetos inanimados (como o caso do metal, por exemplo), sem que haja uma proporção correta de elementos, será difícil manter a sua reação corretamente.

O que acontece é que, na estequiometria química, alcançar a pureza de um elemento reagente não é algo tão fácil assim de se conseguir. Na verdade, a purificação de um reagente é algo tão complexo que, na maioria das vezes, a indústria prefere não adotar esta medida, obedecendo ao cálculo estequiométrico de proporção dos reagentes e depois descartando o excedente dos outros elementos.

Desta forma, não é de se surpreender quando falamos que o cálculo da estequiometria para descobrir a pureza de um elemento, na verdade estamos descobrindo quanto dele será descartado durante uma reação química, ou seja: se estamos falando dos elementos de forma geral, calculamos quanto dele é puro para termos noção de quanto dele será descartado, sendo que, assim, temos a noção real de qual a quantidade de itens que devem ser descartados dentro da produção de qualquer material.

Lembra da questão da proporção correta dos elementos para os exemplos que citamos lá no começo? Na verdade, apesar de existir uma proporção correta dos elementos que devem ser levados em consideração, isso significa que os elementos são colocados em quantidades sobressalentes com os reagentes para que a porcentagem de impurezas do reagente possam ser descartadas, sendo que essas impurezas não sofrem nenhuma reação durante o equilíbrio químico. Assim, no final da equação química, fica mais fácil descartar as impurezas sobressalentes.

Um bom exemplo da dispersão dos elementos sobressalentes é quando fazemos sabonete. Neste caso, juntamos os elementos, realizamos o trabalho de fusão através do fogo e depois congelamos tudo junto. No final, o sabonete forma duas camadas diferentes: uma com os elementos que dão a reação química esperada de limpeza e a outra com uma camada de impurezas. No caso da indústria, eles descartam as impurezas. No caso da produção artesanal de sabonetes, a tendência é a de manter esses elementos de impureza, mesclando a eles novos elementos que deixam o sabonete mais cheiroso ou com novas propriedades.

Cálculos estequiométricos com reagentes impuros

Analisando a estequiometria da pureza dos elementos, conseguimos perceber que, na verdade, para conseguir encontrar as proporções corretas, é preciso entender que o grau de pureza dos reagentes nada mais é que a relação proporcional entre a massa total da substância reagente que estamos utilizando subtraída pela massa pura que conseguimos, ou seja:

P (pureza) é igual a M (massa total) menos a MI (Massa impura)

Desta forma, fica claro que o cálculo estequiométrico de impureza não é nenhum bicho de sete cabeças, sendo que, na verdade, ele não passa de matemática básica, onde é preciso calcular a quantidade total, a quantidade pura e subtrair uma da outra. A partir daí, o cálculo das reações químicas deverá acontecer respeitando a porcentagem dos elementos que foram utilizados.

Por exemplo, se na questão nos dão 100 g de um elemento com pureza de 80%, percebemos que o cálculo deverá ser feito apenas com estas 80 g, dispensando-se assim as 20 g de impureza que farão parte da reação. Entendendo isso, a estequiometria da pureza será muito mais clara, descomplicada e rápida de se fazer a cada conta que aparecer na sua prova.