Introdução ao Estudo da Estequiometria

Estequiometria – introdução

A Estequiometria é o cálculo utilizado para medir a quantidade de determinadas substâncias químicas e para estudar as proporções dos elementos envolvidos numa reação química, considerando os reagentes e os produtos. O termo “Estequiometria” tem origem grega e significa medir algo que não pode ser dividido.

Antes de iniciar os cálculos, é preciso:

– Escrever a equação química;

– Balancear o cálculo, de forma a acerta os coeficientes estequiométricos;

– Montar a proporção com base nos dados disponibilizados;

– Estabelecer os resultados por meio da regra de três

Antes de começar a calcular, é preciso entender algumas definições e conceitos. Vamos começar pela Massa Atômica (u). A massa atômica mede a massa do átomo e indica quantas vezes o átomo em questão é considerado mais pesado que ½ do isótopo C12. Essa é a massa do átomo de carbono que tem a massa equivalente à 12 ¹²C.

A massa atômica de um elemento é a média de todos os isótopos do átomo considerado no cálculo. A massa Atômica Média geralmente considera a mistura natural dos isótopos relacionados. Outro fator a ser conhecido é o Constante de Avogadro, que é o valor correspondente ao número de átomos da massa atômica da substância considerada. A constante representa que N = 6,022.10²³. O estabelecimento da Constante de Avogadro permitiu uma determinação mais precisa das massas molares.

Ao estudar estequiometria – introdução, o aluno deve conhecer, também, a Lei de Lavoisier, que afirma que a soma das massas dos reagentes é igual a soma da massa dos produtos no caso de uma reação química em um sistema fechado. Você já deve conhecer a famosa frase de Lavoisier: “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. A lei também é conhecida como Lei de Conservação das Massas.

Vale destacar, ainda, a Lei de Gay-Lussac. Segundo o físico e químico francês, ao considerar as mesmas condições de temperaturas e pressão, os volumes dos gases presentes em uma reação química manterão uma relação numérica entre si, ou seja, a pressão é diretamente proporcional à temperatura. A lei é calculada pela seguinte fórmula: P = k.T, onde K é uma constante de proporcionalidade.

“Uma determinada substância composta é formada por substâncias mais simples, unidas sempre na mesma proporção em massa”, afirma o químico francês Joseph Louis Proust. A Lei de Proust, também chamada de Lei das proporções definidas, estabelece que uma mesma substância sempre apresentará a mesma proporção dos elementos que a compõem.

O Mol sempre indica a quantidade, a massa e o volume. Um mol de uma substância é sempre igual à sua massa atômica.

Para cálculo de gases, é possível usar a seguinte fórmula: P.V = n.R.T

Para entender:

P = representa Pressão (atm)
V = é o Volume (L)
n = número de mols
R = constante de Clapeyron (0,082 atm.L/mol.k)
T = é a temperatura, que nesta fórmula é medida em Kelvin (K)

Outro conceito importante na estequiometria – introdução é a Massa Molecular (MM). A massa da molécula é medida em unidades de massa atômica e deve-se usar a unidade grama (g) para cálculos estequiométricos. Caso a substância tenha mais de um elemento, deve-se calcular a soma das massas atômicas destes elementos.

A Fórmula mínima é mais um dos conceitos necessários na estequiometria – introdução. Esta fórmula é usada para calcular o número relativo entre todos os átomos presentes em uma substância. O resultado será apresentado por números inteiros e os menores possíveis.

Não podemos esquecer, também, de considerar a pureza dos produtos presentes no processo químico. Ao realizar cálculos estequiométricos é preciso descontar as impurezas, visto que elas não participam da reação química analisada. Nenhuma substância química é plenamente pura, por isso, muitas questões já apresentam o valor de impureza a ser considerado no cálculo.

O rendimento também é considerado ao estudar estequiometria – introdução. O rendimento é medido pela relação entre a quantidade obtida e a quantidade calculada, dessa forma, o rendimento de uma reação química nunca será de 100%, nunca é plenamente aproveitado. O rendimento de uma reação química é determinado pelo quociente entre a quantidade de produto obtido e o valor calculado. Para chegar ao resultado usamos a fórmula: R = quantidade real / quantidade teórica x 100.

Para transformar a unidade grama em mol, o aluno pode utilizar a seguinte fórmula:

n = m MM

n = número de mol

m = massa em gramas

MM = massa molar (g/mol)

Outro fator de destaque na estequiometria – introdução é a fórmula percentual, responsável por indicar a porcentagem de cada elemento químico presente na substância analisada. Nesses casos, as substâncias puras sempre apresentam os mesmos elementos combinados na mesma proporção. Esse cálculo serve de base para calcular a fórmula mínima ou empírica e a fórmula molecular.