Não consegui entender o exemplo do uso de razões molares para calcular a massa de um reagente...

Olá *Karoline Frazão*; Na verdade existe um equívoco na resposta anterior, a razão molar de uma reação não pode ser confundida com a razão mássica, pois, as massas molares das substâncias (reagentes) são diferentes, desta forma torna equivocada essa extrapolação. Vou usar o mesmo exemplo para facilitar o entendimento. Se você tem 2 kg de NaOH, qual seria a massa de H2SO4 necessária para reagir completamente? `2 NaOH(aq) + 1 H2SO4(aq) ---> 1 Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)` Com a equação balanceada podemos ver que a razão molar de NaOH para H2SO4 realmente possui uma proporção de 2:1; mas agora vamos calcular a massa necessária de H2SO4 que reage com 2 kg de NaOH. `2.000 g de NaOH/40,00 g de NaOH por mol = 50 mol de NaOH` `50 mol de NaOH * (1 mol de H2SO4/2 mol de NaOH) = 25 mol de H2SO4` `m(H2SO4) = 25 mol de H2SO4 * 98,08 g de H2SO4 por mol = *2.452 g de H2SO4*` Portanto, a razão molar não pode ser extrapolada para a razão mássica sem as devidas correções das massas molares dos reagentes. Mas e a razão mássica, qual será então sua proporção? Bom podemos calcular, já sabemos que 2 mol de NaOH reagem completamente com 1 mol de H2SO4, e sabemos sua massas molares, certo. Então vamos determinar as massas dos reagentes para a reação estequiométrica. `m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH)` `m(NaOH) = 2 mol * 40,00 g/mol = *80 g de NaOH*` `m(H2SO4) = n(H2SO4) * M(H2SO4)` `m(H2SO4) = 1 mol * 98,08 g/mol = *98,08 g de H2SO4*` Então a razão mássica será de: `98,08 g de H2SO4/80 g de NaOH = 1,226 g de H2SO4/g de NaOH` Espero ter ajudado. :) Referências: ATKINS, P. W.; JONES, L. Princípios de química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. Editora BOOKAMN, 3ª Edição, 2006. BROWN, Theodore L. et al. Química: A ciência central. Pearson Education do Brasil, 13ª Edição, 2016.

Na terceira etapa foram utilizados 40,00g de NaOH para a converção da massa e não entendi porque

Esse valor na verdade é a Massa Molar do NaOH, obtido somando as massas molares dos elementos Na + O + H, respectivamente: (23 + 16 + 1). A partir da massa molar e do número de mols de NaOH obtido através das razões estequiométricas, você aplica a fórmula: N (número de mols) = massa em gramas do elemento / massa molar do elemento, ou pode resolver por regra de três: Há 40 g em 1 mol, x g em 6,32.10^-2.

o sal Na2SO4 se chama sulfado de sódio, estou com dúvidas quanto a sua neutralização de cargas, como e por quê ele fica neutro ?

Fica mais fácil entender analisando os componentes individualmente. O sal é formado pelo íon Sulfato (SO4^2-) e dois Na+. Note que a carga do íon é -2, então ele é neutralizado por duas cargas positivas, independente de virem dos átomos de hidrogênio ou sódio (ambos possuem carga 1+) Caso tenha dúvidas quanto à carga do íon sulfato, aqui está o link para íons poliatômicos. https://pt.khanacademy.org/science/chemistry/atomic-structure-and-properties/names-and-formulas-of-ionic-compounds/a/polyatomic-ions

A unidade de medida sempre vai ser em grama? E quando estiver reagentes em excesso e limitante?

Olá *maysa feitosa*; Respondendo as suas perguntas: *A unidade de medida sempre vai ser em grama*? Não necessariamente, caso tenha familiaridade com "análise dimensional" podemos trabalhar com unidades em mg (miligramas) ou kg (quilograma), que nos forneceriam resultados em mmol (milimol) ou kmol (quilomol), porém, para minimizar os riscos de erros é recomendável que façamos a conversão das unidades para g (gramas) sempre que estivermos calculando o n (numero de mol). *E quando estiver reagentes em excesso e limitante*? Nesse caso, determinamos qual será o reagente limitante da reação e calculamos o quanto dos demais reagentes reagirá com ele de acordo com a estequiometria da reação. O link abaixo direciona para uma aula da KhanAcademy sobre o assunto. https://pt.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-reactions-stoichiome/limiting-reagent-stoichiometry/v/stoichiometry-limiting-reagent Espero ter ajudado. :)

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Curso: Energia biológica > Unidade 8

Lição 6: Como usar a estequiometria para dobrar a receita dos biscoitos?

Estequiometria

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Introdução

Uma equação química balanceada é similar a uma receita de cookies com gotas de chocolate. Ela mostra quais são os reagentes (os ingredientes) que se combinam para formar os produtos (os cookies). Ela também mostra as relações numéricas entre os reagentes e os produtos (por exemplo, quantas xícaras de farinha são necessárias para fazer uma única fornada de cookies).

Essas relações numéricas são conhecidas como estequiometria de reação, um termo derivado das palavras gregas antigas stoicheion ("elemento") e metron ("medida"). Neste artigo, veremos como usar as relações estequiométricas contidas em equações químicas balanceadas para determinar as quantidades de substâncias consumidas e produzidas em reações químicas.

Equações balanceadas e razões molares

Um tipo comum de relação estequiométrica é a razão molar, que relaciona as quantidades em mols de quaisquer duas substâncias em uma reação química. Podemos escrever uma razão molar para um par de substâncias observando os coeficientes na frente de cada espécie da equação química balanceada. Por exemplo, considere a equação da reação entre o óxido de ferro (III) e o metal alumínio:

{Fe}_{2} O_{3} (s) + 2 Al (s) \to 2 Fe (l) + {Al}_{2} O_{3} (s)

Os coeficientes da equação nos dizem que

1

mol de

Fe_{2} O_{3}

reage com

2

mols de

Al

, formando

2

mols de

Fe

1

mol de

Al_{2} O_{3}

. Podemos escrever a relação entre o

Fe_{2} O_{3}

e o

Al

como a seguinte razão molar:

1 {mol de Fe}_{2} O_{3} : 2 mols de Al

Com esta razão, poderíamos calcular a quantidade de mols de

Al

necessária para reagir completamente com uma certa quantidade de

{Fe}_{2} O_{3}

, ou vice-versa. Em geral, as razões molares podem ser usadas para fazer a conversão entre quantidades de quaisquer duas substâncias envolvidas em uma reação química. Para ilustrar, vamos examinar um exemplo em que usamos uma razão molar para fazer a conversão entre quantidades de reagentes.

Exemplo: uso de razões molares para calcular a massa de um reagente

Considere a seguinte equação não balanceada:

NaOH (a q) + H_{2} SO_{4} (a q) \to H_{2} O (l) + Na_{2} SO_{4} (a q)

Quantos gramas de $NaOH$ ‍ são necessários para que $3, 10$ ‍ gramas de $H_{2} SO_{4}$ ‍ sejam totalmente consumidos?

Primeiramente, o mais importante: precisamos balancear a equação! Neste caso, temos

1

átomo de

Na

3

átomos de

H

no lado dos reagentes, e

2

átomos de

Na

2

átomos de

H

no lado dos produtos. Podemos balancear a equação colocando um

2

na frente do

NaOH

(para que haja

2

átomos de

Na

em cada lado), e outro

2

na frente de

H_{2} O

(para que haja

6

átomos de

O

4

átomos de

H

em cada lado). Isso resulta na seguinte equação balanceada:

2 NaOH (a q) + H_{2} SO_{4} (a q) \to 2 H_{2} O (l) + Na_{2} SO_{4} (a q)

Agora que temos a equação balanceada, vamos resolver o problema. Relembrando: queremos encontrar a massa de

NaOH

necessária para reagir completamente com

3, 10

gramas de

H_{2} SO_{4}

. Podemos resolver esse problema de estequiometria por meio das seguintes etapas:

Etapa 1: conversão das massas conhecidas de reagentes em mols

Para relacionar os valores de

H_{2} SO_{4}

NaOH

usando uma razão molar, primeiramente precisamos saber a quantidade de

H_{2} SO_{4}

em mols. Podemos fazer a conversão dos

3, 10

gramas de

H_{2} SO_{4}

em mols usando a massa molar do

H_{2} SO_{4}

(

98, 08 g / mol

3, 10 {g de H}_{2} {SO}_{4} \times \frac{1 {mol de H}_{2} {SO}_{4}}{98, 08 {g de H}_{2} {SO}_{4}} = 3, 16 \times 10^{- 2} {mol de H}_{2} {SO}_{4}

Etapa 2: uso da razão molar para encontrar os mols de outros reagentes

Agora que temos a quantidade de

H_{2} SO_{4}

em mols, vamos fazer a conversão de mols de

H_{2} SO_{4}

para mols de

NaOH

usando a razão molar apropriada. De acordo com os coeficientes da equação química balanceada, são necessários

2

mols de

NaOH

para cada

1

mol de

H_{2} SO_{4}

, portanto, a razão molar é:

\frac{2 mols de NaOH}{1 {mol de H}_{2} {SO}_{4}}

Multiplicar o número de mols de

H_{2} SO_{4}

por este fator resultará no número de mols de

NaOH

necessários:

3, 16 \times 10^{- 2} {mol de H}_{2} {SO}_{4} \times \frac{2 mols de NaOH}{1 {mol de H}_{2} {SO}_{4}} = 6, 32 \times 10^{- 2} mol de NaOH

Observe que escrevemos a razão molar de tal modo que os mols de

H_{2} SO_{4}

se cancelaram, o que resultou em mols de

NaOH

como unidades finais. Para aprender como as unidades podem ser trabalhadas como números a fim de facilitar a contabilidade em problemas como este, confira este vídeo sobre análise dimensional.

Etapa 3: conversão de mols de outro reagente em massa

Queremos saber a massa de

NaOH

em gramas, portanto nosso último passo é converter

6, 32 \times 10^{- 2}

mol de

NaOH

em gramas. Podemos fazer isso usando a massa molar do

NaOH

(

40, 00 g / mol

6, 32 \times 10^{- 2} mol de NaOH \times \frac{40, 00 g de NaOH}{1 mol de NaOH} = 2, 53 g de NaOH

Portanto, são necessários $2, 53 g$ ‍ de $NaOH$ ‍ para que $3, 10$ ‍ gramas de $H_{2} SO_{4}$ ‍ sejam totalmente consumidos na reação.

Atalho. Poderíamos ter combinado todas as três etapas em um único cálculo, conforme mostrado na expressão a seguir:

\begin{aligned} \underset{⏟}{3, 10 {g de H}_{2} {SO}_{4} \times \frac{1 {mol de H}_{2} {SO}_{4}}{98, 08 {g de H}_{2} {SO}_{4}}} \times \underset{⏟}{\frac{2 mols de NaOH}{1 {mol de H}_{2} {SO}_{4}}} \times \underset{⏟}{\frac{40, 00 g de NaOH}{1 mol de NaOH}} = 2, 53 g de NaOH \\ Etapa 1 Etapa 2 Etapa 3 \\ {Calcular mols de H}_{2} {SO}_{4} Usar a razão molar Calcular g de NaOH \end{aligned}

Mas não se esqueça de prestar muita atenção nas unidades se você resolver seguir esta abordagem!

Resumo

Uma equação química balanceada nos mostra as relações numéricas entre cada uma das espécies envolvidas na mudança química. Podemos usar essas relações numéricas para escrever razões molares, o que nos permitirá fazer a conversão entre quantidades de reagentes e/ou produtos (e, assim, resolver problemas de estequiometria!).

Para saber mais sobre outros cálculos estequiométricos comuns, confira esta emocionante sequência sobre reagentes limitantes e rendimento percentual!

Este artigo é uma adaptação dos seguintes artigos:

"Reações químicas", disponível em UC Davis ChemWiki, CC BY-NC-SA 3.0
"Estequiometria e reações de equilíbrio", disponível em UC Davis ChemWiki, CC BY-NC-SA 3.0
"Estequiometria de reação", disponível em Boundless Chemistry, CC BY-SA 4.0

O artigo modificado está autorizado sob licença CC BY-NC-SA 4.0.

Referências adicionais:

ZUMDAHL, S. S.; ZUMDAHL, S. A. Stoichiometric Calculations: amounts of reactants and products. In: Chemistry. 9. ed. Belmont, CA: Brooks/Cole, 2014. p. 108-114.

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Karoline Frazão
Publicado há há 7 anos. Link direto para a postagem “Não consegui entender o e...” de Karoline Frazão
Não consegui entender o exemplo do uso de razões molares para calcular a massa de um reagente...
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- João Biagi Santiago
  Publicado há há 6 anos. Link direto para a postagem “Olá *Karoline Frazão*; N...” de João Biagi Santiago
  Olá Karoline Frazão;
  
  Na verdade existe um equívoco na resposta anterior, a razão molar de uma reação não pode ser confundida com a razão mássica, pois, as massas molares das substâncias (reagentes) são diferentes, desta forma torna equivocada essa extrapolação. Vou usar o mesmo exemplo para facilitar o entendimento. Se você tem 2 kg de NaOH, qual seria a massa de H2SO4 necessária para reagir completamente?
  2 NaOH(aq) + 1 H2SO4(aq) ---> 1 Na2SO4(aq) + 2 H2O(l)
  Com a equação balanceada podemos ver que a razão molar de NaOH para H2SO4 realmente possui uma proporção de 2:1; mas agora vamos calcular a massa necessária de H2SO4 que reage com 2 kg de NaOH.
  2.000 g de NaOH/40,00 g de NaOH por mol = 50 mol de NaOH
  50 mol de NaOH * (1 mol de H2SO4/2 mol de NaOH) = 25 mol de H2SO4
  m(H2SO4) = 25 mol de H2SO4 * 98,08 g de H2SO4 por mol = 2.452 g de H2SO4
  Portanto, a razão molar não pode ser extrapolada para a razão mássica sem as devidas correções das massas molares dos reagentes.
  
  Mas e a razão mássica, qual será então sua proporção?
  Bom podemos calcular, já sabemos que 2 mol de NaOH reagem completamente com 1 mol de H2SO4, e sabemos sua massas molares, certo. Então vamos determinar as massas dos reagentes para a reação estequiométrica.
  m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH)
  m(NaOH) = 2 mol * 40,00 g/mol = 80 g de NaOH
  m(H2SO4) = n(H2SO4) * M(H2SO4)
  m(H2SO4) = 1 mol * 98,08 g/mol = 98,08 g de H2SO4
  Então a razão mássica será de:
  98,08 g de H2SO4/80 g de NaOH = 1,226 g de H2SO4/g de NaOH
  
  Espero ter ajudado. :)
  
  Referências:
  ATKINS, P. W.; JONES, L. Princípios de química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. Editora BOOKAMN, 3ª Edição, 2006.
  BROWN, Theodore L. et al. Química: A ciência central. Pearson Education do Brasil, 13ª Edição, 2016.
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Thompson Pereira
Publicado há há 8 anos. Link direto para a postagem “Na terceira etapa foram u...” de Thompson Pereira
Na terceira etapa foram utilizados 40,00g de NaOH para a converção da massa e não entendi porque
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Resposta
- Tamara
  Publicado há há 8 anos. Link direto para a postagem “Esse valor na verdade é a...” de Tamara
  Esse valor na verdade é a Massa Molar do NaOH, obtido somando as massas molares dos elementos Na + O + H, respectivamente: (23 + 16 + 1). A partir da massa molar e do número de mols de NaOH obtido através das razões estequiométricas, você aplica a fórmula: N (número de mols) = massa em gramas do elemento / massa molar do elemento, ou pode resolver por regra de três: Há 40 g em 1 mol,
  x g em 6,32.10^-2.
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Leonardo
Publicado há há 7 anos. Link direto para a postagem “o sal Na2SO4 se chama sul...” de Leonardo
o sal Na2SO4 se chama sulfado de sódio, estou com dúvidas quanto a sua neutralização de cargas, como e por quê ele fica neutro ?
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Resposta
- Yuri Sugano
  Publicado há há 7 anos. Link direto para a postagem “Fica mais fácil entender ...” de Yuri Sugano
  Fica mais fácil entender analisando os componentes individualmente. O sal é formado pelo íon Sulfato (SO4^2-) e dois Na+. Note que a carga do íon é -2, então ele é neutralizado por duas cargas positivas, independente de virem dos átomos de hidrogênio ou sódio (ambos possuem carga 1+)
  
  Caso tenha dúvidas quanto à carga do íon sulfato, aqui está o link para íons poliatômicos.
  
  https://pt.khanacademy.org/science/chemistry/atomic-structure-and-properties/names-and-formulas-of-ionic-compounds/a/polyatomic-ions
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maysa feitosa
Publicado há há 7 anos. Link direto para a postagem “A unidade de medida sempr...” de maysa feitosa
A unidade de medida sempre vai ser em grama?
E quando estiver reagentes em excesso e limitante?
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- João Biagi Santiago
  Publicado há há 6 anos. Link direto para a postagem “Olá *maysa feitosa*; Res...” de João Biagi Santiago
  Olá maysa feitosa;
  
  Respondendo as suas perguntas:
  
  A unidade de medida sempre vai ser em grama?
  Não necessariamente, caso tenha familiaridade com "análise dimensional" podemos trabalhar com unidades em mg (miligramas) ou kg (quilograma), que nos forneceriam resultados em mmol (milimol) ou kmol (quilomol), porém, para minimizar os riscos de erros é recomendável que façamos a conversão das unidades para g (gramas) sempre que estivermos calculando o n (numero de mol).
  
  E quando estiver reagentes em excesso e limitante?
  Nesse caso, determinamos qual será o reagente limitante da reação e calculamos o quanto dos demais reagentes reagirá com ele de acordo com a estequiometria da reação.
  O link abaixo direciona para uma aula da KhanAcademy sobre o assunto.
  https://pt.khanacademy.org/science/chemistry/chemical-reactions-stoichiome/limiting-reagent-stoichiometry/v/stoichiometry-limiting-reagent
  
  Espero ter ajudado. :)
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Jheni Gomes
Publicado há há 4 anos. Link direto para a postagem “Oi, eu não entendi a cont...” de Jheni Gomes
Oi, eu não entendi a conta da primeira etapa, alguém pode me explicar?
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kennedy eduardo
Publicado há há 6 anos. Link direto para a postagem “não entendi o porque nem ...” de kennedy eduardo
não entendi o porque nem como colocaram fracções para chegar ao resultado.
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Mylenna Santos
Publicado há há 5 anos. Link direto para a postagem “Mas como eu acho o peso m...” de Mylenna Santos
Mas como eu acho o peso molecular?
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Mylenna Santos
Publicado há há 5 anos. Link direto para a postagem “As razões molares são os ...” de Mylenna Santos
As razões molares são os coeficientes do balanceamento ?
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