O que você precisa saber sobre estequiometria de reação

Estequiometria na Química Analítica

Bom, o que você precisa saber sobre estequiometria de reação é um artigo que trata desse importante conteúdo para a Química. Assim, quando se pensa reação química, nós sobretudo lembramos de balanceamentos e da palavra estequiometria. Não é verdade? Então, lá vem mais um perturbar minha cabeça com aqueles cálculos doidos. Dessa forma, que um colega meu dizia quando entravamos no assunto estequiometria. 

Todavia, naquela época eu confesso para você que não conseguia avaliar a importância da estequiometria na minha vida como Químico. Por outro lado, hoje em dia dou um valor muito grande a essa parte da Química.

Então, aqui no Clube da Química tem uma série de posts tratando justamente da estequiometria. Dessa forma, dada importância do assunto, nós queremos convidar você para descobrir mais sobre a estequiometria aqui no Clube da Química. Acesse a lista ai e descubra o mundo da estequiometria:

A importância de um reação balanceada

Uma reação química (ou equação química) balanceada fornece muitas informações em um formato muito sucinto. As fórmulas químicas fornecem as identidades dos reagentes e produtos envolvidos na mudança química. Então, com essa informações você pode classificar a reação. Dessa forma, os coeficientes fornecem os números relativos dessas espécies químicas. Por conseguinte, você faz uma avaliação quantitativa das relações entre as quantidades de substâncias consumidas e produzidas pela reação. 

A estequiometria de uma reação ajuda a prever quanto do reagente é necessário para produzir a quantidade desejada de produto ou, em alguns casos, quanto produto será formado a partir de uma quantidade específica do reagente. 

Coeficientes Estequiométricos

Os coeficientes de uma equação química representam o número de mols de cada substância. Por exemplo, considere a reação do gás nitrogênio (N2) com o gás hidrogênio (H2) para produzir amônia (NH3). A estequiometria indica que um mol de nitrogênio e três moles de H2 reagem para produzir dois moles de NH3:

N2 + 3H2 → 2NH3

Uma vez que um mol contém o número de moléculas de Avogadro, o número relativo de moléculas é igual ao número relativo de mols. Uma forma alternativa de ler a equação é “uma molécula de N2 e três moléculas de H2 reagem para produzir duas moléculas de NH3”.

Fatores Estequiométricos 

Equações químicas balanceadas são usadas para determinar a quantidade de um reagente necessária para reagir com uma determinada quantidade de outro reagente ou para produzir uma determinada quantidade de produto e assim por diante. Então, utiliza-se os coeficientes na equação balanceada  ​​para derivar fatores estequiométricos que permitem o cálculo da quantidade desejada.

Bom, na reação de H2 e N2, as moléculas de NH3 formam-se a partir de moléculas de hidrogênio (H2) na proporção de 2: 3. Isso significa que três moles de H2 são estequiometricamente equivalentes a dois moles de NH3.

Com base nisso, os seguintes fatores estequiométricos são derivados:

3 mols de H2/2 mols de NH3 ou 2 mols de NH3/3 mols de H2

Assim, podemos expressa a reação de formação da amônia em

Por exemplo, digamos que você queira calcular quantos moles de amônia podem ser esperados da reação de 278 mol deN2.

Para resolver esse problema, você começa com sua quantidade conhecida, os 278 mol de nitrogênio que devem ser reagidos. Você multiplica essa quantidade pelo fator de conversão mol-mol que relaciona moles de nitrogênio a moles de amônia. Você escreve o fator de conversão de forma que mol NH3 fique no topo e mol N2 embaixo. Dessa forma, as unidades mol N2 se cancelam, deixando você com as unidades desejadas, mol NH3Os números que você coloca na frente das unidades para o fator de conversão vêm dos coeficientes na equação química balanceada.

Então, você espera 556 mol de NH3 da reação.

Conversões de massa para massa

A conversão entre massas de substâncias com base na estequiometria requer o conhecimento das relações molares e massas molares. Por exemplo, para encontrar a massa de hidrogênio necessária para produzir 0,170 kg de NH3, primeiro, a massa molar de NH3, é usada para converter a massa de NH3 em quantidade de NH3 (em mols). Então, o fator estequiométrico apropriado da equação balanceada converte a quantidade de amônia (em mols) para a quantidade de H2 (em mols). Por último, a massa molar do H2 converte a quantidade de H2 (em mols) na massa de H2.

equacao 4

 

Numerosas variações nas etapas computacionais iniciais e finais são possíveis, dependendo de quais quantidades particulares são fornecidas e procuradas (volumes, concentrações de solução e assim por diante). Dessa forma, todos esses cálculos compartilham um componente essencial comum: o uso de fatores estequiométricos derivados de equações químicas balanceadas.

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Fontes:

Dumies – How to Perform Mole-Mole Conversions from Balanced Equations Peter J. Mikulecky, Chris Hren

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