Estequiometria de reações

A estequiometria de reações tem por principal intuito efetuar o cálculo da quantia de substâncias que estão presentes em uma reação. Graças a esse cálculo, existe a possibilidade de fazer uma relação com quantidade de massa, matéria (mol) e volume.

A palavra estequiometria é oriunda dos termos gregos “stoikheon”, que designa “elemento” e de “metron”, que significa “medida”.

A estequiometria de reações implica que, durante as reações químicas, as substâncias promovem a interação entre elas mesmas, resultando assim produtos em determinadas proporções. Por isso, existe a possibilidade de calcular a quantidade de produto que será constituído e, até mesmo, o rendimento da reação. Além disso, é possível calcular quanto de reagente deverá ser utilizado.

É importante, para a realização do cálculo estequiométrico, saber quais são as leis ponderais. Que são elas:

• Lei das proporções constantes: toda substância denota uma proporção em massa constante na sua constituição.
• Lei da conservação de massa: em um sistema fechado, a massa total dos reagentes é a mesma da massa total dos produtos.

Há também a importante lei volumétrica de Gay-Lussac. De acordo com a lei volumétrica, caso a pressão e a temperatura não forem alteradas, os volumes dos gases que estão envolvidos em uma reação possuem entre si uma relação de números pequenos e inteiros.

O cálculo estequiométrico

Para a realização do cálculo estequiométrico, é necessário levar em conta dois conceitos complementares:

Pureza: é uma referência ao quanto um determinado reagente consegue reagir para assim constituir um determinado produto. Um exemplo para ilustrar tal informação pode ser o seguinte: Se considerarmos que a massa de um determinado reagente equivale a 100g, no entanto também sabemos que contém 90% de pureza, então é preciso levar em conta que só 90g terá capacidade de reagir, os restantes serão considerados impurezas.

Rendimento: o rendimento está relacionado especialmente com o produto. A partir do momento que uma reação conta com um rendimento considerado total, isso denota que toda a quantidade prevista em cálculos poderá ser obtida.

Hoje em dia, o cálculo estequiométrico demonstra utilidade em uma série de atividades, entre elas é possível citar dois exemplos:

– Na indústria de produtos químicos
– Na área da medicina, para obter as doses exatas de substâncias em medicamentos.

Além disso, nos laboratórios químicos e nas indústrias químicas é considerada extremamente importante saber e ter uma base a respeito da quantidade de substâncias que poderá ser resultado das reações químicas realizadas. Um exemplo disso está relacionado com a rentabilidade das indústrias que almejam buscar os produtos em uma quantidade suficiente, porém fazendo uso da menor quantidade possível de reagentes e procurando um custo menos elevado.

Para ser realizado, o cálculo estequiométrico deve acompanhar as seguintes etapas:

• O primeiro é montar e fazer o devido balanceamento da reação química.
• O segundo passo é redigir a proporção em mols, que é o coeficiente da equação.
• O terceiro é fazer a adaptação da proporção em mols nas unidades solicitadas na questão.
• O último passo é realizar uma regra de três para efetuar o cálculo.

Conceitos importantes relacionados ao cálculo estequiométrico

A estequiometria é a área da química que analisa a quantidade de reagentes que deve ser utilizada, bem como determina também a quantidade de produtos que deve ser encontrada nas reações químicas.

Porém, para isso, o cálculo estequiométrico tem por base conceitos teóricos bem definidos. Um deles é baseado na Lei de Lavoisier, estipulada pelo químico francês Antoine Laurent Lavoisier, considerado o pai da química moderna.

De acordo com o enunciado mais famoso de Lavoisier, “Na natureza nada se cria e nada se perde, tudo se transforma”. Para chegar a tal conclusão, Lavoisier efetuou uma série de experiências em laboratório. Dessa maneira, ele aferiu que a massa total envolvida em uma reação química permanecia a mesma quando essa reação acontecia em um sistema fechado. Diante disso, Lavoisier conseguiu concluir que a soma total das massas das espécies que constituíam a reação (ou seja, os reagentes), era o mesmo da soma total das massas das substâncias produzidas pela reação (ou seja, produtos). Por isso, em um sistema considerado fechado, a massa total tem a tendência de permanecer constante.

Além de Lavoisier, outro importante cientista francês ajudou a fundar as bases da estequiometria de reações. Esse cientista foi Joseph Louis Gay-Lussac, que formulou a famosa Lei de Gay-Lussac. Tal lei se refere basicamente às propriedades dos gases envolvidos nas reações químicas.

A lei de Gay-Lussac conta com três enunciados:

• Lei das Proporções Volumétricas: afirma que gases submetidos em condições iguais de temperatura e pressão, contam com os seus volumes mantidos em proporções fixas.
• Lei da Transformação Isovolumétrica: também chamada de Lei Isomérica, afirma que diante de uma determinada massa fixa de gás, dotada de volume constante, a sua pressão deve ser diretamente proporcional à sua temperatura.
• Lei de Transformação Isobárica: essa lei estipula que em uma determinada massa gasosa, o volume e a temperatura são elementos proporcionais.