Cálculo Estequiométrico - Aula 2

Cálculo estequiométrico é o cálculo das quantidades das substâncias envolvidas numa reação química, ou seja, aplicar as leis das combinações químicas às reações observando as seguintes etapas:

1. Estequiometria 

Para trabalhos em laboratórios ou indústrias, é importante conhecer as quantidades dos reagentes que são necessários para produzir determinadas quantidades de produto.

Os cálculos estequiométricos, em princípio, são de dois tipos:

- dada uma determinada quantidade em massa ou volume de um reagente, calcular a quantidade de um componente do produto da reação química.
- calcular a quantidade de um dos reagentes necessária para produzir determinada quantidade de produtos através de uma dada reação química.

Podem-se considerar quatro tipos de problemas que envolvem cálculos estequiométricos:

- relação de massa com massa;
- relação de massa com volume;
- relação de volume com volume;
- relação de mol com átomos ou moléculas.

Para facilitar a resolução de problemas que envolvem a estequiometria deve-se seguir determinada técnica:

1º) Equaciona-se e ajusta-se a reação química.
2º) Sublinham-se, na equação química, as substâncias envolvidas nos dados e perguntas do problema.
3º) Abaixo das fórmulas, escrevem-se os dados estequiométricos correspondentes às unidades dos dados (mol, gramas, número de átomos ou moléculas, volume molar).
4º) Abaixo dos dados estequiométricos, escrevem-se os dados do problema, estabelecendo-se assim a regra de três.
5º) Resolve-se a regra de três.

2. Grau de Pureza 

Os materiais que participam de um processo químico geralmente não são puros. Por isso, em cálculo estequiométrico, muitas vezes é necessário descontar as impurezas, pois estas não participarão da reação química. Por exemplo, se trabalhamos com NaCl com 20 % de impurezas, teremos uma massa total, que corresponde ao sal mais as impurezas que poderiam ser outras substâncias.

Assim, por exemplo, em 60 gramas de cloreto de sódio, temos: 20 % de impurezas = 12 g 80 % de NaCl puro = 48 g Massa total = 60 g

2.1. Como se determina estas quantidades (pureza e impureza)? A massa total (60 g) corresponde a 100%, pois é toda a substância que possui. Estabelece-se, então, uma regra de três simples para determinar as outras percentagens.

3. Rendimento de uma reação 

O rendimento de uma reação química está relacionado com vários fatores, tais como:

- Aparelhagem utilizada;
- Deficiência do operador;
- Impureza das substâncias.

4. Excesso de reagente 

Muitas vezes o enunciado do problema fornece as quantidades de dois reagentes, neste caso, é necessário verificar se algum dos reagentes está em excesso. Exemplo: na reação de 100 g de NaOH com 73 g de HCl, uma vez completada a reação, existirá excesso de algum reagente?

 
Deve-se verificar se estes valores constituem uma proporção, isto é, se obedecem à lei de Proust. A maneira mais fácil de determinar se a lei de Proust é obedecida ou não é multiplicando os meios e os extremos. Se estes dois produtos são iguais, estes valores constituem uma proporção; se forem diferentes, o excesso estará com o reagente que pertencer ao maior produto.

 
Conclusão: existe excesso de NaOH. Este excesso será:

 
x = 80 g de NaOH (é a quantidade de NaOH que reage). Logo, o excesso será: 100 - 80 = 20 g.