Estequiometria: o que é, como fazer e exercícios resolvidos

Cálculos estequiométricos, ou estequiometria, são os cálculos de massa, de quantidade de matéria e, em alguns casos, de volume das substâncias envolvidas em uma reação química, que são feitos com base na proporção entre os coeficientes estequiométricos da reação (proporção estequiométrica).

Para você entender bem, é necessário saber que a quantidade de uma substância em mol também pode ser expressa em outras grandezas e portanto, em outras unidades.

O que é estequiometria?

Veja o resumo de introdução à Estequiometria agora com o professor Felipe Sobis, do canal do Curso Enem Gratuito. Em seguida veja os exemplos com a quantidade de substâncias expressas ns grandezas do cálculo estequiométrico:

Exemplos com a quantidade de substâncias expressas em grandezas:

1 mol de CO

• Contém: 6,0 x 10²³ moléculas (constante de Avogrado)
• Ocupa: 25L nas CATP (volume molar a 1atm e 25ºC)
• Tem massa: 28g (massa molar = 12 + 16 = 28g/mol)

1 mol de O₂

• Contém: 6,0 x 10²³ moléculas (constante de Avogrado)
• Ocupa: 25L nas CATP (volume molar a 1atm e 25ºC)
• Tem massa: 32g (massa molar = 16 x 2 = 32g/mol)

1 mol de CO₂

• Contém: 6,0 x 10²³ moléculas (constante de Avogrado)
• Ocupa: 25L nas CATP (volume molar a 1atm e 25ºC)
• Tem massa: 44g (massa molar = 12 + (16 x 2) = 44g/mol)

Vamos interpretar a reação de combustão do monóxido de carbono:

Conseguiu entender?

• A proporção em massa é 56g de CO: 32 g de O₂ : 88g de CO_2;
• A soma das massas dos reagentes (56g + 32 g) é igual a massa do produto (88g), de acordo com a Lei de conservação de massas (Lei de Lavoisier);
• A proporção em volume é 50 L de CO : 25L de O2 : 50 L de CO₂. Nas CATP.

Ao multiplicar ou dividir a massa de qualquer substância participante do processo, as demais substâncias sofrerão a mesma alteração em igual proporção, de acordo com a Lei das Proporções Constantes (Lei de Proust).

Exemplos de estequiometria

Veja uma resolução de exercícios com a professora Larissa Campos, para você dominar o cálculo estequiométrico:

Veja o cálculo estequiométrico da Fotossíntese:

Vamos discutir alguns casos de cálculos estequiométricos envolvendo a reação de fotossíntese:

6 CO₂(g) +  6H₂O (l)   →  C₆H₁₂O₆(s)  +  6 O₂(g)

Proporção entre as quantidades de matéria

É a proporção estabelecida pelos seus respectivos coeficientes

Exemplo: Calcule quanto oxigênio, em quantidade de matéria, é formado quando 15 mols de CO₂ são consumidos.

A equação balanceada indica a proporção em mols das substâncias participantes do processo:

6 CO₂(g) +  6H₂O (l)   →  C₆H₁₂O₆(s)  +  6 O₂(g)

Assim, através de uma regra de três simples, podemos resolver:

6 mols CO₂(g)  ————————— 6 mols O₂(g)

15 mols CO₂(g)  ————————-  x mol O₂(g)

Proporção entre número de partículas e moléculas

Neste caso é possível fazer o cálculo estequiométrico em termos de quantidades de matéria, e depois converter essa quantidade em número de moléculas, lembrando que 1 mol = 6,0 x10²⁴ moléculas.

Ex: Calcule o número de moléculas de água consumidas na formação de 10 mols de oxigênio durante a fotossíntese.

6 CO₂(g) +  6H₂O (l)   →  C₆H₁₂O₆(s)  +  6 O₂(g)

Utilizando a regra de três simples

6 mols H₂O (l)    ————————— 6 mols O₂(g)

x mol H₂O (l)   ————————-  10 mols O₂(g)

x= 10 mols

Número de moléculas de H₂O = 10 x 6,0 x10²⁴ moléculas de  H₂O.

Proporção entre massas

Para se calcular a proporção entre massas, a conversão de unidades na proporção estequiométrica deve ser feita através da substituição de 1 mol da substância envolvida pela massa molar. Para realizar esse cálculo, você deverá consultar a tabela periódica para obter as massas atômicas.

Exemplo: Determine a massa de dióxido de carbono, em gramas, consumida quando são formados 20 mols de glicose.

6 CO₂(g) +  6H₂O (l)   →   1C₆H₁₂O₆(s)  +  6 O₂(g)

Calculando a massa molar do CO₂ temos:

CO₂ = (1×12) + (2×16) =  44 g/mol

6 x 44 g     ————————— 1 mol C₆H₁₂O₆(s)

x         —————————- 20 mols C₆H₁₂O₆(s)

A conversão de unidades na proporção estequiométrica é feita com a substituição de 1 mol do gás pelo volume molar da substância gasosa nas condições de temperatura e pressão em que ela se encontra.

Ex: Calcule o volume de CO₂ consumido nas CNTP, em litros, na formação de 5 mols de glicose.

6 CO₂(g) +  6H₂O (l)   →   1C₆H₁₂O₆(s)  +  6 O₂(g)

Substituindo 1 mol de CO₂ por 22,4 L (volume molar nas CNTP), tem-se:

6 x  22,4 L     ————————— 1 mol C₆H₁₂O₆(s)

x    L     —————————- 5 mols  C₆H₁₂O₆(s)

Veja o Rendimento das reações químicas na perspectica da Estequiometria, com a professora Larissa Campos. Em seguida, faça os exercícios para testar o seu nível no cálculo estequiométrico.

Exercícios sobre estequiometria

Para finalizar sua revisão, veja os exercícios sobre cálculos estequiométricos que selecionamos para você!

1) O hipoclorito de sódio, é uma substância comercializada, em solução aquosa, com o nome de água sanitária ou água de lavadeira, possuindo propriedades bactericidas e alvejantes. Esse sal é produzido a partir de cloro e de soda cáustica, de acordo com a reação equacionada a seguir:

Cl2 + NaOH → NaCl + NaClO + H2O
Determine as massas de cloro e de soda cáustica necessárias à obtenção de 1490g de hipoclorito de sódio. (Empregue os seguintes valores de massa molar: Cl2 = 71,0g/mol . NaOH = 40,0g/mol . NaClO= 74,5g/mol )

Resposta: Cl2 = 1420 g

NaOH = 1600 g

2) (PUC-MG) Fosgênio, COCl₂, é um gás venenoso. Quando inalado, reage com a água nos pulmões para produzir ácido clorídrico (HCl), que causa graves danos pulmonares, levando, finalmente, à morte: por causa disso, já foi até usado como gás de guerra. A equação química dessa reação é:

COCl₂ + H₂O → CO₂ + 2 HCl

Se uma pessoa inalar 198 mg de fosgênio, a massa de ácido clorídrico, em gramas, que se forma nos pulmões, é igual a:

a) 1,09 . 10^-1.
b) 1,46 . 10^-1.
c) 2,92 . 10^-1.

d) 3,65 . 10^-2.

e) 7,30 . 10^-2.

Resposta: b

Simulado

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