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ESTEQUIOMETRIA Antes de efetuar um cálculo estequiométrico é importante saber calcular a massa atômica das substâncias. Cálculo da massa molecular (MM) Sua unidade é em gramas (g). Procura-se o valor da massa atômica do elemento químico na tabela periódica. Ex. He = 4,00g Ne = 20,18g Se na substância tiver mais de um elemento ou do mesmo elemento, calcula-se somando as massas atômicas destes elementos. Se tiver do mesmo, multiplica-se. Ex. H2O = 16 + 2. (1) = 18g C12H22O11 = 11. (16) + 22. (1) + 12. (12) = 342g Ca(NO3)2 = 2.3.(16) + 2. (14) + 40 = 164g MOL O mol sempre indica: - quantidade - massa - volume A quantidade é um número muito grande que foi determinado experimentalmente, o Número de Avogadro (6,02.1023). Assim como existe a dúzia, existe o Número de Avogadro. Se a dúzia indica 12 unidades de qualquer coisa, o Número de Avogadro indica 6,02.1023 unidades de qualquer coisa. Neste caso, é usado para quantificar átomos, moléculas, íons e tantas outras partículas subatômicas, muito pequenas. O mol também indica massa. É a mesma massa que encontramos na Tabela Periódica, porém em gramas (g). portanto um mol de uma substância é igual à sua massa atômica. O mol indica volume nas CNTP, que quer dizer condições normais de temperatura e pressão. A temperatura deve ser 0°C ou 273K e a pressão 1 atm. Se estas condições forem satisfeitas, um mol de um gás será 22,4L. Esta constante é para gases. Se o gás não estiver nas CNTP, pode se calcular através da seguinte fórmula para gases ideiais: P.V = n. R. T Onde: P = pressão (atm) V = volume (L) n = número de mols R = constante de Clapeyron = 0,082 atm.L/mol.K T = temperatura (K) Estequiometria Comum ou da Fórmula Estes cálculos são relações de grandezas. Utiliza-se regras de três simples. Colocar sempre na primeira linha os dados que já sabemos e na segunda linha os dados que devem ser calculados. Veja o exemplo: - Quantas gramas de água há em 3 mol de água? Se 1 mol há 18 gramas (calcular a massa molecular com a ajuda da tabela periódica) então 3 mol tem quantas gramas? Na primeira linha, coloca-se os dados conhecidos, ou seja, que um mol tem 18 gramas: Na segunda linha, coloca-se os dados que queremos calcular, ou seja, que 3 mols terá x gramas. Sempre colocando unidade embaixo da mesma unidade. Assim temos: 1 mol – 18g 3 mol – x(g) x = 54g de H2O Estequiometria da Equação Química Para estes cálculos, pode-se seguir alguns passos: 1. fazer o balanceamento da equação química (acertar os coeficientes estequiométricos); 2. fazer contagem de mol de cada substância; 3. ler no problema o que pede; 4. relacionar as grandezas; 5. calcular com regra de três (proporção). É sempre importante relacionar as substâncias que tem dados e a substância que se deseja calcular alguma grandeza. Cálculo de Pureza Este cálculo é muito utilizado nos laboratórios químicos, já que nenhuma substância é 100% pura. Sempre há alguma impureza. Por este motivo, alguns problemas já indicam a quantidade de impureza ou o quanto a substância é pura. Se uma amostra de 40g de NaCl é 70% pura, quanto de NaCl há na amostra? 40g – 100% x (g) – 70% x = 28g de NaCl Este é o primeiro passo para os cálculos estequiométricos que envolvem reações químicas com cálculo de pureza. Cálculo de Rendimento Nenhuma reação química tem 100% de aproveitamento. Geralmente a quantidade de produto pode ser inferior ao valor esperado. Neste caso, o rendimento não foi total. Isto pode acontecer por várias razões, como por exemplo, má qualidade dos aparelhos ou dos reagentes, falta de preparo do operador, etc. O cálculo de rendimento é feito relacionando o valor esperado e o valor obtido de produto. - Numa determinada reação química deve-se obter 500g. Porém, a reação só teve 60% de rendimento. Qual o valor da massa obtida de produto? 100 % – 500g 60% – x (g) x = 300g Constantes e conversões úteis: Constante de Clapeyron: R= 0,082atm.L/mol.K R= 8,314/mol.K R= 1,987cal/mol.K Número de Avogadro: 6,02.1023 Pressão: 1atm = 760mmHg = 101325Pa 1Torr = 1mmHg Volume: 1mL = 1cm³ 1dm³ = 1L = 1000mL Massa: 1000Kg = 1ton 1Kg = 1000g 1g = 1000mg Comprimento: 1nm = 1.10-9m Fórmula para cálculo do número de mols (n): Onde: n = número de mols m = massa (g) MM = massa molar (g/mol)
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