Estequiometria: cálculo de quantidades

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ESTEQUIOMETRIA 
 
A estequiometria é a parte da química que estuda as proporções, ou seja, o cálculo das 
quantidades de reagentes e/ ou produtos das reações químicas. Essas quantidades podem ser em 
termos de massa, volume, quantidade em mols.... 
Alguns exemplos: 
Para elementos 
1 mol de átomos  (MA)g  6,02 x 10
23 átomos 
Para substâncias 
1 mol de moléculas  (MM)g  6,02 x 10
23 moléculas 
 
Importante: No estado gasoso e nas CNTP: 1 mol sempre ocupa um volume de 22,4 L. 
 
Regras para a resolução de problemas de estequiometria. 
 
Na estequiometria, os cálculos serão estabelecidos em função da Lei de Proust e Gay-
Lussac, sendo, nesse caso, para reações envolvendo gases que estejam todos nas mesmas 
condições de temperatura e pressão. 
Passos a seguir: 
1. Escrever a equação relacionada com o problema 
2. Acertar os coeficientes da equação (balanceamento) 
3. Relacionar cada coeficiente com a quantidade em mols da espécie participante 
(proporção em mols entre reagentes e produtos) 
4. Conhecida a proporção em mols (coeficientes), pode-se chegar a proporção pedida no 
problema, que pode ser em mols, massa, átomos, moléculas, volume.... 
Exemplo: 
Síntese da amônia 
 
 
Tipos de relação N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) 
Proporção em mols 1 mol 3 mol 2 mol 
 ↓ ↓ ↓ 
Proporção em massa 28 g 3 x 2 g 2 x 17 g 
 ↓ ↓ ↓ 
Proporção em moléculas 6,02 x 1023 3 x 6,02 x 1023 2 x 6,02 x 1023 
 ↓ ↓ ↓ 
Proporção em volume (CNTP) 22,4 L 3 x 22,4 L 2 x 22,4 L 
 
Cálculo de pureza 
O cálculo de pureza é feito para determinar a quantidade de impurezas que existem nas 
substâncias. Estes cálculos são muito utilizados, já que nem todas as substâncias são puras. 
Exemplo: Uma amostra de calcita, contendo 80% de carbonato de cálcio, sofre decomposição 
quando submetida a aquecimento, de acordo com a reação: 
 
Qual massa de óxido de cálcio obtida a partir da queima de 800g de calcita? 
 
 
 
x = 640g de CaCO3 
Para o restante do cálculo, utiliza-se somente o valor de CaCO3 puro, ou seja, 640g. 
 
 
 
 
x = 358,4g de CaO 
Cálculo de rendimento 
É comum, nas reações químicas, a quantidade de produto 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 de uma reação química é feito a partir da quantidade obtida de produto 
e a quantidade teórica (que deveria ser obtida). Quando não houver referência ao rendimento 
de reação envolvida, supõe-se que ele tenha sido de 100%. 
Exemplo: Num processo de obtenção de ferro a partir do minério hematita (Fe2O3), considere 
a equação química não-balanceada: 
 
Utilizando–se 480g do minério e admitindo-se um rendimento de 80% na reação, a quantidade 
de ferro produzida será de: 
Equação balanceada: 
Dados: 1Fe2O3 = 480g 
2Fe = x (m) com 80% de rendimento 
MM Fe2O3 = 160g/mol 
MM Fe = 56g/mol 
 
 
 
x = 336g de Fe 
Cálculo de rendimento: 
 
 
 
x = 268,8g de Fe 
Cálculo do reagente limitante e em excesso 
Para garantir que a reação ocorra e para ocorrer mais rápido, é adicionado geralmente 
um excesso de reagente. Apenas um dos reagentes estará em excesso. O outro reagente será o 
limitante. Estes cálculos podem ser identificados quando o problema apresenta dois valores de 
reagentes. É necessário calcular qual destes reagentes é o limitante e qual deles é o que está em 
excesso. Depois de descobrir o reagente limitante e em excesso, utiliza-se apenas o limitante 
como base para os cálculos estequiométricos. 
Exemplos: 
1) Zinco e enxofre reagem para formar sulfeto de zinco, de acordo com a seguinte reação: 
 
Reagiu 30g de zinco e 36g de enxofre. Qual é o regente em excesso? 
Balancear a reação química: 
Dados: 
Zn = 30g 
S = 36g 
 
Transformar a massa em gramas para mol: 
 
 
 
 
Pela proporção da reação 1mol de Zn reage com 1mol de S. Então 0,46mol de Zn reage com 
quantos mols de S? Pode ser feita uma regra de três para verificar qual regente está em 
excesso: 
 
 x = 0,46mol de S 
Então, 1mol de Zn precisa de 1mol de S para reagir. Se temos 0,46mol de Zn, precisamos de 
0,46mol de S, mas temos 1,12mol de S. 
Concluímos que o S está em excesso e, portanto, o Zn é o regente limitante. 
2) Quantos gramas de ZnS serão formados a partir dos dados da equação acima? 
Para resolver esta pergunta, utiliza-se somente o valor do reagente limitante. 
 
 
 
x = 44,68g de ZnS 
Algumas constantes e conversões úteis 
1atm = 760mmHg = 101325Pa 
1Torr = 1mmHg 
R= 0,082atm.L/mol.K 
R= 8,314/mol.K 
R= 1,987cal/mol.K 
Número de Avogadro: 6,02.1023 
1ml = 1cm³ 
1dm³ = 1l = 1000ml 
1000Kg = 1ton 
1Kg = 1000g 
1g = 1000mg 
1nm = 1.10-9m