Como fazer estequiometria (com fotos)

2024 Autor: Jason Gerald | [email protected]. Última modificação: 2024-01-15 08:22

Em uma reação química, a matéria não pode ser criada nem destruída, então os produtos de uma reação devem ser iguais ao número de reagentes na reação. A estequiometria é o estudo da relação quantitativa dos elementos em uma reação, que envolve o cálculo da massa dos reagentes e produtos neles contidos. A estequiometria é uma combinação de matemática e química, e é aplicada com base em um princípio simples acima, que a matéria nunca aumenta ou diminui em uma reação. O primeiro passo para resolver qualquer problema de química é equilibrar as equações.

Etapa

Parte 1 de 4: Balanceamento de equações químicas

Etapa 1. Escreva o número de átomos que constituem cada composto em ambos os lados da equação

As equações químicas podem ajudá-lo a identificar os átomos de cada elemento em uma reação. Em uma reação química, a matéria não pode ser criada nem destruída, então uma equação é considerada desigual se o número (e tipos) de átomos constituintes em ambos os lados da equação não forem exatamente os mesmos.

Não se esqueça de multiplicar o número de átomos pelo coeficiente ou o número abaixo da linha, se você tiver um.
Por exemplo, H₂TÃO₄ + Fe - Fe₂(TÃO₄)₃ + H₂
No lado esquerdo (reagentes) da equação existem 2 H, 1 S, 4 O e 1 Fe.
No lado direito (produto) da equação existem 2 H, 3 S, 12 O e 2 Fe.

Etapa 2. Adicione coeficientes na frente de outros elementos além de oxigênio e hidrogênio para equilibrar os dois lados da equação

Encontre o mínimo múltiplo comum de elementos diferentes de oxigênio e hidrogênio para equalizar o número de átomos em ambos os lados da equação.

Por exemplo, o mínimo múltiplo comum (LCM) entre 2 e 1 é 2 para Fe. Portanto, adicione o número 2 na frente do elemento Fe no lado esquerdo para equilibrá-lo.
O LCM entre 3 e 1 é 3 para o elemento S. Então, adicione o número 3 na frente do composto H₂TÃO₄ para equilibrar os lados direito e esquerdo da equação.
Nesta fase, a equação do exemplo acima será: 3 H₂TÃO₄ + 2 Fe - Fe₂(TÃO₄)₃ + H₂

Etapa 3. Equilibre os átomos de hidrogênio e oxigênio

O número de átomos de hidrogênio e oxigênio é balanceado por último porque eles geralmente estão presentes em várias moléculas em ambos os lados da equação. Na etapa de equilíbrio desta equação, não se esqueça de recalcular os átomos depois de adicionar os coeficientes na frente das moléculas.

No exemplo aqui, adicionamos o número 3 na frente do composto H₂TÃO₄, então agora há 6 átomos de hidrogênio no lado esquerdo, mas apenas 2 átomos de hidrogênio no lado direito da equação. Também temos atualmente 12 átomos de oxigênio no lado esquerdo e 12 átomos de oxigênio no lado direito, então os átomos de oxigênio são equivalentes.
Podemos equilibrar os átomos de hidrogênio adicionando o número 3 na frente de H₂.
A equação final após o balanceamento é 3 H₂TÃO₄ + 2 Fe - Fe₂(TÃO₄)₃ + 3 H₂.

Etapa 4. Reconte os átomos em ambos os lados da equação para ter certeza de que são o mesmo número

Uma vez feito isso, recalcule e verifique a igualdade é o passo certo. Você pode fazer isso somando todos os átomos de ambos os lados da equação e certificando-se de que são iguais.

Verifique a igualdade da nossa equação novamente, 3 H₂TÃO₄ + 2 Fe - Fe₂(TÃO₄)₃ + 3 H₂.
No lado esquerdo da seta estão 6 H, 3 S, 12 O e 2 Fe.
No lado direito da seta estão 2 Fe, 3 S, 12 O e 6 H.
O número de átomos nos lados direito e esquerdo é exatamente o mesmo, então essa equação já é equivalente.

Parte 2 de 4: Convertendo Gramas e Mol

Etapa 1. Calcule a massa molar da massa de determinado composto em gramas

Massa molar é o número de gramas (g) em um mol de um composto. Esta unidade permite converter facilmente gramas e moles de um composto. Para calcular a massa molar, você precisa saber quantas moléculas do elemento existem no composto, bem como a massa atômica de cada elemento no composto.

Encontre o número de átomos de cada elemento em um composto. Por exemplo, glicose é C₆H₁₂O₆, e é composto por 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrogênio e 6 átomos de oxigênio.
Descubra a massa atômica em gramas por mol (g / mol) de cada átomo. As massas atômicas dos elementos que compõem a glicose são: carbono, 12,0107 g / mol; hidrogênio, 1,007 g / mol; e oxigênio, 15,9994 g / mol.
Multiplique a massa de cada átomo pelo número de átomos presentes no composto. Carbono: 12,0107 x 6 = 72,0642 g / mol; hidrogênio: 1,007 x 12 = 12,084 g / mol; oxigênio: 15,99994 x 6 = 95,9964 g / mol.
A soma de todos os produtos acima é a massa molar do composto. 72, 0642 + 12, 084 + 95, 9964 = 180, 1446 g / mol. Ou em outras palavras, a massa de uma molécula de glicose é 180,14 gramas.

Etapa 2. Converta a massa de um composto em moles usando a massa molar

A massa molar pode ser usada como um fator de conversão, então você pode calcular o número de moles em um determinado número de gramas de amostra. Divida a massa conhecida (g) pela massa molar (g / mol). Uma maneira fácil de verificar seus cálculos é certificar-se de que as unidades se cancelam e deixam apenas os sinais.

Por exemplo: quantos mols existem em 8,2 gramas de cloreto de hidrogênio (HCl)?
A massa atômica de H é 1,0007 e Cl é 35,453, então a massa molar do composto acima é 1,007 + 35,453 = 36,46 g / mol.
Dividindo o número de gramas do composto pela sua massa molar dá: 8,2 g / (36,46 g / mol) = 0,225 mol HCl.

Etapa 3. Determine a razão molar entre os reagentes

Para determinar a quantidade de produto produzida em uma reação, você deve determinar a razão molar. A razão molar é a razão dos compostos reagindo entre si, e é indicada pelos coeficientes dos compostos na reação que foram equivalentes.

Por exemplo, qual é a razão molar de KClO₃ com O₂ na reação de 2 KClO₃ - 2 KCl + 3 O₂.
Em primeiro lugar, certifique-se de que as equações acima são equivalentes. Nunca se esqueça desta etapa ou a razão molar obtida estará errada. Neste exemplo, as quantidades de cada elemento em ambos os lados da equação são iguais, então a reação é balanceada.
A proporção entre KClO₃ com O₂ é 2/3. Você pode colocar qualquer número acima e abaixo, desde que represente o composto apropriado em todo o problema.

Etapa 4. Multiplique a cruz pela razão molar para encontrar o número de moles do outro reagente

Para calcular o número de moles de um composto produzido ou necessário em uma reação, você pode usar a razão molar. Os problemas de química geralmente pedem que você determine o número de moles necessários ou produzidos em uma reação a partir da massa (gramas) de um determinado reagente.

Por exemplo, na equação de reação N₂ + 3 H₂ - 2 NH₃ quantos mols de NH₃ que resultaria de 3,00 gramas de N₂ que reage com H₂ em quantidade suficiente?
Neste exemplo, H₂ disponível em quantidades suficientes e você não precisa contá-los para resolver o problema.
Primeiro, mude as unidades de gramas N₂ ser moles. A massa atômica do nitrogênio é 14,0067 g / mol, então a massa molar é N₂ é 28,0134 g / mol. A divisão entre a massa e a massa molar dará 3,00 g / 28,0134 g / mol = 0,107 mol.
Calcule a proporção do problema: NH₃: N₂ = x / 0, 107 moles.
Multiplique esta razão pela razão molar de NH₃ com N₂: 2: 1 x / 0, 107 moles = 2/1 = (2 x 0, 107) = 1x = 0,214 moles.

Etapa 5. Converta esse número de moles de volta à massa usando a massa molar do composto

Você usará a massa molar novamente, mas agora a massa molar é necessária como um multiplicador para retornar o número de moles em gramas. Certifique-se de usar a massa molar correta do composto.

Massa molar NH₃ é de 17,028 g / mol. Portanto, 0,214 moles x (17.028 gramas / mol) = 3,647 gramas de NH₃.

Parte 3 de 4: Convertendo Litros de Gás e Mol

Etapa 1. Descubra se a reação está ocorrendo na pressão e temperatura padrão (STP)

STP é o conjunto de condições que permite que 1 mol de um gás ideal preencha um volume de 22.414 litros (l). A temperatura padrão é 273, 15 Kelvin (K) e a pressão padrão é 1 atmosfera (atm).

Geralmente, em problemas, será declarado que a reação ocorre a 1 atm e 273 K, ou em STP

Etapa 2. Use o fator de conversão de 22.414 l / mol para converter o número de litros de gás em moles de gás

Se a reação ocorrer sob condições STP, você pode usar 22,414 l / mol para calcular o número de moles em um volume conhecido de gás. Divida o volume de gás (l) por este fator de conversão para encontrar o número de moles.

Por exemplo, para converter 3,2 litros de N₂ gás para moles: 3,2 l / 22, 414 l / mol = 0,143 mol.

Etapa 3. Use a lei do gás ideal para converter litros de gás se não estiver sob condições STP

Se a reação no problema não ocorrer sob condições STP, você deve usar a lei do gás ideal PV = nRT para calcular o número de moles em uma reação. P é a pressão em unidades atmosféricas, V é o volume em litros, n é o número de moles, R é a constante da lei dos gases, 0,0821 l-atm / mol-graus e T é a temperatura em graus Kelvin.

Esta equação pode ser reorganizada para calcular moles, para se tornar: n = RT / PV.
As unidades da constante do gás são projetadas para eliminar todas as outras variáveis da unidade.
Por exemplo, determine o número de moles em 2,4 litros de O₂ a 300 K e 1,5 atm. Colocando as variáveis na equação, obtemos: n = (0,0821 x 300) / (1, 5 x 2) = 24, 63/3, 6 = 6, 842 moles O₂.

Parte 4 de 4: Convertendo Litros de Líquidos e Mol

Etapa 1. Calcule a densidade do líquido

Às vezes, as equações químicas fornecem o volume do reagente líquido e pedem que você calcule o número de gramas ou moles necessários para a reação. Para converter o volume de um líquido em gramas, você precisa da densidade do líquido. A densidade é expressa em unidades de massa / volume.

Se a densidade for desconhecida no problema, talvez você tenha que procurá-la em um livro ou na internet

Etapa 2. Converta o volume em mililitros (ml)

Para converter o volume de um líquido em massa (g), você deve usar sua densidade. A densidade é expressa em gramas por mililitro (g / ml), portanto, o volume de um líquido também deve ser expresso em mililitros para calculá-lo.

Descubra o volume conhecido. Por exemplo, digamos que no problema o volume de H seja conhecido₂O é 1 litro. Para convertê-lo em ml, basta multiplicar por 1000 porque há 1000 ml em 1 litro de água.

Etapa 3. Multiplique o volume pela densidade

Ao multiplicar o volume (ml) pela densidade (g / ml), as unidades de ml se perdem e o que resta é o número de gramas do composto.

Por exemplo, a densidade H₂O é 18,0134 g / ml. Se a equação química diz que há 500 ml de H₂O, o número de gramas no composto é 500 ml x 18,0134 g / ml ou 9006,7 g.

Etapa 4. Calcule a massa molar dos reagentes

Massa molar é o número de gramas (g) em um mol de um composto. Esta unidade permite que você altere as unidades de gramas e moles em um composto. Para calcular a massa molar, você deve determinar quantas moléculas do elemento existem em um composto, bem como a massa atômica de cada elemento no composto.

Determine o número de átomos de cada elemento em um composto. Por exemplo, glicose é C₆H₁₂O₆, e é composto por 6 átomos de carbono, 12 átomos de hidrogênio e 6 átomos de oxigênio.
Descubra a massa atômica em gramas por mol (g / mol) de cada átomo. As massas atômicas dos elementos da glicose são: carbono, 12,0107 g / mol; hidrogênio, 1,007 g / mol; e oxigênio, 15,9994 g / mol.
Multiplique a massa atômica de cada elemento pelo número de átomos presentes no composto. Carbono: 12,0107 x 6 = 72,0642 g / mol; hidrogênio: 1,007 x 12 = 12,084 g / mol; oxigênio: 15,9994 x 6 = 95,9964 g / mol.
Adicione os resultados da multiplicação acima para obter a massa molar do composto, que é 72, 0642 + 12, 084 + 95, 9964 = 180, 1446 g / mol. Portanto, a massa de um mol de glicose é 180,14 gramas.

Etapa 5. Converta o número de gramas de um composto em moles usando a massa molar

Usando a massa molar como fator de conversão, você pode calcular o número de moles presentes em um determinado número de gramas de amostra. Divida o número de gramas (g) do composto conhecido pela massa molar (g / mol). Uma maneira fácil de verificar seus cálculos é certificar-se de que as unidades se cancelam e deixam apenas os sinais.

Por exemplo: quantos mols existem em 8,2 gramas de cloreto de hidrogênio (HCl)?
A massa atômica de H é 1,0007 e Cl é 35,453, então a massa molar do composto é 1,007 + 35,453 = 36,46 g / mol.
Dividindo o número de gramas do composto pela massa molar dá: 8,2 g / (36,46 g / mol) = 0,225 mol HCl.

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