Estequiometria (2)
Bruno Oliveira
em 02 de Abril de 2015

No último post, vimos duas leis fundamentais para a Química moderna: a Lei de Proust e a Lei de Lavoisier. Vamos prosseguir fundamentando nossa base em estequiometria, definindo alguns termos vitais neste assunto.

O primeiro deles é o mol. O que é o mol? Certamente já disseram que o mol é a dúzia do químico, e isto não está errado. Na Química, usamos mol e o número de Avogadro para lidar com números estupidamente gigantes, como o número de moléculas existentes em 18 gramas de água (a saber, 6,02 x 1023 moléculas de água. Isto significa 602.000.000.000.000.000.000.000 moléculas de água em apenas 18 gramas. Imagina no oceano?).

Obs: dá pra entender a necessidade de trabalhar com as potências de dez das notações científicas né?

Agora, o peso molecular (ou peso molar, ou massa molar. Dá na mesma). Por que eu escolhi 18 gramas de água para o exemplo acima? Vamos ver a fórmula da água (SPOILER: H2O). Se olharmos na tabela periódica, veremos o hidrogênio e o oxigênio assim:

 

1

H

1,0079

<--número atômico-->

8

O

15,9994

<-- massa atômica (em u.m.a.) -->

 

Como queremos saber a massa molar, vamos olhar apenas a massa atômica (faz sentido, não?). Deste modo, como a água tem 2 átomos de hidrogênio e um de oxigênio, uma molécula de água pesa 2 x 1,0079 + 1 x 15,9994 = 18,0152 u.m.a. e iremos aproximar para 18 u.m.a. Agora imagino que o amigo ou a amiga em casa está se perguntando: U.M.A.??? Unidade de massa atômica. Só usaremos esta unidade nesse momento, ok?

Um mol de água contém 6,02 x 1023 moléculas de água e uma molécula de água pesa
18 u.m.a.. A beleza de usar o mol é que podemos considerar que 1 u.m.a. equivale a 1 g. DESTE MODO: 1 mol de água pesa 18 g. Ou então, qual é o peso molar da água? 18 g.

Vamos treinar:

a) Qual é o peso molar da glicose (C6H12O6)? Dados de massa atômica: C = 12 g, H = 1 g,
O =
16 g.

Galera, como a gente resolve isso? Segundo a fórmula dada, a glicose tem 6 carbonos, 12 hidrogênios e 6 oxigênios. Então:

Peso Molar =

6 x 12 g

Carbonos

+

12 x 1 g

Hidrogênios

+

6 x 16 g

Oxigênios

=

180 g

total

b) Qual é a massa molar do etanol (C2H6O)? Dados de massa atômica: C = 12 g, H = 1 g, O = 16 g.

Sem mistério né, gente?

Peso Molar =

2 x 12 g

Carbonos

+

6 x 1 g

Hidrogênios

+

1 x 16 g

Oxigênios

=

46 g

total

Não importa o tamanho da molécula, nem o número de elementos diferentes que ela tenha. O método de fazer a conta é o mesmo e não tem dificuldade, certo?

Galera, eu sei que vocês estão doidos pra resolver exercícios de estequiometria, mas ainda falta eu ver com vocês um detalhe: o balanceamento de equações. Uma equação está balanceada quando a soma dos elementos presentes nos reagentes é igual a soma dos elementos presentes nos produtos. Pensem comigo: se eu tenho 10 hidrogênios reagindo, eu tenho que ter 10 hidrogênios como produto. Eu não posso sumir ou criar hidrogênios.

Balanceamento de equações é um tópico que merece atenção em um artigo falando somente dele, mas vamos treinar o básico de balanceamento, ok?

  a) H2 + N2 --> NH3

H2 (g)

+

N2 (g)

-->

NH3 (g)

Reagentes:

2 nitrogênios

2 hidrogênios

 

Produtos:

1 nitrogênio

3 hidrogênios

Como resolver esse problema? Uma regrinha de ouro: NUNCA EM HIPÓTESE ALGUMA JAMAIS EM TODA A SUA VIDA MEXA NO ÍNDICE OU NÚMERO PEQUENO (ex: NH3, no caso o 3). NÃO MEXA NELE. Devemos corrigir o coeficiente, ou seja, o número que vem na frente das substâncias.

No caso da reação acima, faremos assim: coloque um 3 na frente do H2 e um 2 na frente do NH3). Agora nossa reação fica assim:

3 H2 (g)

+

1 N2 (g)

-->

2 NH3 (g)

Reagentes:

1 x 2 = 2 nitrogênios

3 x 2 =  6 hidrogênios

 

Produtos:

2 x 1 = 2 nitrogênios

2 x 3 = 6 hidrogênios

Como o número de hidrogênios e de nitrogênios é igual nos reagentes e nos produtos, nossa reação está devidamente balanceada.

Já vimos o número de Avogadro (6,02 x 1023), e agora vamos aplicar este belo numeral em exercícios. Lembrando que 1 mol de qualquer coisa nesta galáxia tem 6,02 x 1023 moléculas desta coisa qualquer. Esta é uma relação importantíssima de ser conhecida, pois vai ser bastante útil para nós.

Vamos treinar então:

a) quantos átomos de ferro existem em 28 g deste metal?

Bom, olhamos na tabela periódica e verificamos que o ferro tem peso atômico de 56 g. Farei então uma pergunta a vocês: quantos moles de ferro existem em 28 g?

Muito simples: regra de três.

1 mol de Fe

x

56 g

X moles de Fe

28 g

X = 28 / 56 --> X = 0,5 moles de Fe.

Agora, a pergunta de um milhão de dólares: para que calcular o número de moles, se foi pedido o número de ÁTOMOS de ferro? A razão é a seguinte: podemos facilmente colocar em uma regra de três número de átomos e número de moles:

1 mol de Fe

x

6,02 x 1023 átomos de ferro

0,5 moles de Fe

Y

Y = 0,5 x 6,02 x 1023 --> Y = 3,01 x 1023 átomos de ferro

Aí eu te pergunto: tem dificuldade nisso? Não tem, né. Primeira coisa: converte massa de substância em número de moles dessa substância. Depois é só usar o número de Avogadro. Pronto. Duas regras de três. Fácil né?

Galera, eu sei que vocês estão cansados, que chegou um vídeo bem legal agora no grupo do whatsapp, mas vamos ver o último assunto dessa postagem: o volume molar. Esse nome talvez não diga nada a vocês, mas esse número diz, tenho certeza: 22,4 litros. Lembrou, né? Esse valor de volume existe quando estamos nas famosas CNTP (condições normais de temperatura e pressão – temperatura é 0°C ou 273K e pressão é 1 atm). E aplicamos este conceito em uma forma bastante simples: 1 mol de qualquer gás, nas CNTP, tem volume igual a 22,4L. Tranquilo, né?

 

Vamos praticar:

a) Dentro das CNTP, temos 0,34 g de amônia (NH3). Diga o número de moles, o número de moléculas de amônia e o volume deste gás. Dados: Peso atômico do nitrogênio = 14 g, do hidrogênio = 1 g.

Opa, agora a maionese azedou: ele quer saber 3 coisas??? É só relembrar o que já fizemos nos exercícios anteriores:

Peso Molar =

1 x 14 g

nitrogênios

+

3 x 1 g

hidrogênios

=

17 g

total

Então um mol de amônia pesa 17 g. Isto nos permite dizer quantos moles de amônia existem:

1 mol de amônia

x

17 g

X moles de amônia

0,34 g

X = 0,34 / 17 --> X = 0,02 moles de amônia.

Agora, usamos Avogadro para saber o número de moléculas em 0,02 moles:

1 mol de amônia

x

6,02 x 1023 moléculas de amônia

0,02 moles de amônia

Y

Y = 6,02 x 1023 x0,02 -->Y = 1,204 x 1022 moléculas de amônia.

Agora, pra fechar com chave de amônia, digo, de ouro, o volume molar:

1 mol de amônia

x

22,4 L

0,02 moles de amônia

Z

Z = 22,4 x 0,02 --> Z = 0,448 L de amônia.

Por hoje é só galera. Na próxima postagem, veremos exercícios de estequiometria de vestibulares e ENEM.

Abraços!

Bruno Oliveira.

Natal / RN
Graduação: Química (UFRJ)
Formado em Química pela UFRJ, tenho mais de 10 anos de experiência em aulas particulares e de reforço. Tenho conteúdo dedicado para ENEM. Foco na compreensão da base teórica e resolução de exercícios, afinal Exatas só se aprende com muito suor e treino :) Comigo você vai estudar Química e Física de um jeito diferente. Traduzo os termos técnicos, crio analogias mais fáceis de serem entendidas... é como se essas matérias, comigo, se tornassem descomplicOPS, outro site kkk. Brincadeiras à parte, ...
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