"Estequiometria" refere-se às razões entre reagentes e produtos em reações químicas. Para uma reação química típica na qual os reagentes genéricos A e B se combinam para produzir produtos C e D - ou seja, cálculos estequiométricos A + B ---> C + D - permitem que o químico determine o número de gramas de A que deve adicionar à mistura de reação para reagir com o composto B, bem como prever o número de gramas dos produtos C e D. Os alunos, no entanto, costumam encontrar problemas de estequiometria difíceis porque envolvem cálculos do número de mols de substâncias. A chave para facilitar os problemas da estequiometria é adotar e praticar uma abordagem metódica dos problemas.
Equilibre a equação da reação química. Uma equação de reação balanceada contém o mesmo número de cada tipo de átomo em ambos os lados da seta de reação. A reação entre hidrogênio, H2 e oxigênio, O2, para produzir água, H2O, por exemplo, se equilibra em 2 H2 + O2 ---> 2 H2O. Isso significa que duas moléculas de hidrogênio reagem com uma molécula de oxigênio para formar 2 moléculas de água.
Converta a massa de qualquer reagente ou produto em moles, dividindo os gramas de material pelo seu peso molecular. Moles simplesmente representam outro método de expressar a quantidade de substância. Observe que a realização de um cálculo estequiométrico requer apenas o conhecimento da massa de um único componente da reação. Você pode calcular as massas de todos os outros componentes. No exemplo da etapa 1, vamos supor que 1,0 grama de hidrogênio reaja. O peso molecular do hidrogênio - determinado pela soma dos pesos atômicos de todos os átomos da fórmula molecular - é de 2,02 gramas por mole. Isso significa que a reação envolve (1,0 gramas) / (2,02 gramas / mole) = 0,50 moles de hidrogênio.
Multiplique as moles de hidrogênio pela razão estequiométrica apropriada para determinar o número de moles de qualquer outra substância envolvida na reação. A razão estequiométrica representa simplesmente a razão dos coeficientes da equação química da balança. Coloque sempre o coeficiente do composto cuja massa você pretende calcular em cima e o coeficiente do composto cuja massa você iniciou no fundo. No exemplo da etapa 1, poderíamos calcular as moles de oxigênio necessárias para reagir com o hidrogênio multiplicando por 1/2, ou podemos calcular as moles de água produzidas pela multiplicação por 2 / 2. Assim, 0,50 moles de H2 exigiriam 0,25 moles de oxigênio e produzem 0,50 moles de água.
Termine o problema convertendo moles de substância novamente em gramas. A conversão para moles requer a divisão pelo peso molecular do composto; a conversão de volta para gramas requer, portanto, a multiplicação de moles por peso molecular. No caso do hidrogênio, isso é desnecessário, porque já sabemos que a reação envolve 1,0 gramas de H2. No caso do oxigênio, O2, o peso molecular é de 32,00 gramas / mole e 0,25 moles * 32,00 gramas / mole = 8,0 gramas de O2. No caso da água, o peso molecular é de 18,02 gramas / mole e 0,50 moles * 18,02 gramas / mole = 9,0 gramas de H2O.
Verifique seu resultado, observando que o total de gramas de reagentes deve ser igual ao total de gramas de produtos. Nesse caso, a massa combinada de H2 e O2 foi de 1,0 e 8,0 gramas, respectivamente, para um total de 9,0 gramas e 9,0 gramas de água foram produzidos. Isso reflete a lei de conservação da massa, que afirma que a matéria não pode ser criada ou destruída por uma reação química.