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Exemplo resolvido: cálculo de quantidades de reagentes e produtos
Uma equação química balanceada nos mostra as relações numéricas entre cada uma das espécies envolvidas na alteração química. Usando essas relações numéricas (chamadas de razões molares), podemos fazer a conversão entre quantidades de reagentes e produtos para uma determinada reação química. Versão original criada por Sal Khan.
Quer participar da conversa?
- Tá, mas no final não faz sentido. Se temos como reagente 0,139 mols de glicose e 0,833 de gás oxigênio, porque calculamos o produto apenas com base na quantidade de oxigênio, ignorando a massa da glicose?(2 votos)
- Olá! Pelo o que entendi no vídeo, ela mudou massa para mols e assim obteve a quantidade de mols de oxigênio. Depois, mudou novamente para massa. Acho que não era necessário tanta transição, o que pode confundir. Mas a massa da glicose foi usada, e então modificada para mols :)
Espero ter ajudado e bons estudos!(1 voto)
Transcrição de vídeo
RKA4JL - Alô, alô, moçada!
Tudo bem com vocês? Vamos continuar nossas aulas de química
hoje trabalhando com um exemplo prático. Veja o enunciado: A glicose C₆H₁₂O₆ reage com o oxigênio
para produzir dióxido de carbono e água. Qual é a massa de oxigênio, em gramas, necessária
para a reação completa de 25 g de glicose? Qual o total, em gramas, de massa de dióxido
de carbono e água formada no final da reação? Vamos fazer
naquele nosso método? Você pausa o vídeo um pouquinho
e reflete sobre o que deve ser feito. Em seguida, nós faremos toda
a reação juntos, não se preocupe. Tudo bem? Primeiro vamos
ajeitar a reação química. Temos a glicose, C₆H₁₂O₆,
que irá reagir quimicamente com o oxigênio em
sua forma molecular O₂, o que resulta em dióxido
de carbono e água. Agora, a próxima pergunta é:
essa reação está balanceada? Há conservação
de massa aqui? Pensemos em cada
elemento dessa reação. Vamos começar
pelos carbonos. Temos seis carbonos no
lado esquerdo dessa relação. Quantos carbonos
temos no lado direito? No momento apenas um, aqui, junto desta molécula
de dióxido de carbono. Então, se quisermos que
os carbonos sejam conservados, precisamos ter carbonos
do lado direito também. Podemos colocar um 6 aqui e agora
os carbonos estão equilibrados: seis nos reagentes
e seis nos produtos. Agora vamos examinar
os outros elementos. No lado esquerdo, tenho
12 hidrogênios no total. No lado direito,
apenas dois. Então, se eu quiser deixar essa reação
corretamente balanceada ou em equilíbrio, posso multiplicar
a molécula de água. Em vez de apenas um aqui,
eu poderia ter seis. Agora seriam
12 átomos de hidrogênio e, então, os carbonos e
os hidrogênios estarão equilibrados. Por último, precisamos pensar
nas moléculas de oxigênio na reação. À esquerda temos seis oxigênios
aqui e outros dois oxigênios aqui, resultando em um total
de oito oxigênios. À direita tenho 6 vezes 2,
ou seja, 12, e mais outros seis oxigênios aqui,
totalizando 18 oxigênios no produto. Então, eu tenho que aumentar o número de oxigênios
do lado esquerdo, no lado dos reagentes. Se eu pudesse, de alguma forma, transformar
isso em 12 oxigênios seria o ideal, vocês não acham? Então, a melhor maneira de transformar isso
em 12 oxigênios é multiplicar isso por seis. Olhe só. Se eu colocar um seis bem aqui, acho
que conseguimos equilibrar tudo. Eu tenho seis carbonos
em ambos os lados, 12 hidrogênios
em ambos os lados e 18 oxigênios
em ambos os lados. Portanto, essa equação agora
está totalmente balanceada. Agora nós precisamos ver uma tabela
periódica dos elementos químicos. Precisamos conferir o carbono,
o hidrogênio e o oxigênio. Vejamos o hidrogênio. A tabela periódica dos elementos nos fornece
a massa atômica média do hidrogênio e também a massa molar,
que é de 1,008. Portanto, é 1,008 grama
por mol de hidrogênio. Agora, vejamos o carbono. O carbono é 12,01 gramas
por mol de carbono. Por último, vamos
conferir o oxigênio. O oxigênio equivale a 16,00 gramas
por mol de oxigênio. Vamos utilizar essas informações
para os próximos passos. Podemos usar essas informações para descobrir
as massas molares de cada uma dessas moléculas. Por exemplo,
a glicose bem aqui. Se estamos falando sobre C₆H₁₂O₆,
quantos gramas terá um mol de glicose? São seis carbonos, 12 hidrogênios
e seis oxigênios. Teremos que fazer
algumas multiplicações. Então uma maneira seria pensar
que fazendo 6 vezes isso, 12,01, mais (12 vezes 1,008)
mais (6 vezes 16). Isso aqui vai resultar
em gramas por mol e isso vai ser igual a
vamos ver a... Vamos ver. Aqui dá 72,06 mais 12,096
mais (6 vezes 16), que dá 96. Claro, isso tudo aqui está em gramas
por mol. Então vamos somar. 72 mais 12 são 84, mais 96,
isso aqui vai ser igual a 180. Tenha a certeza de que você arredondou
corretamente os valores após a vírgula. Aqui são 60 milésimos,
aqui mais 96 milésimos, então são 156 milésimos
de grama por mol. Então, quando for somar esses números,
você deverá arredondar com precisão. Terminamos com a glicose
e agora vamos pensar no oxigênio. Uma molécula de oxigênio molecular
tem apenas dois átomos de oxigênio. Então vai ser duas vezes isso,
ou seja, 32 gramas por mol. Beleza, agora vamos para o cálculo
das moléculas lá nos produtos à direita. O dióxido de carbono são
dois oxigênios e um carbono, então nos dois oxigênios nós temos 32,
mais aqui deste carbono, 12,01, resultado em
44,01 gramas por mol. Por último nós temos
a água, então H₂O. São dois hidrogênios, então são
2 vezes 1,008, resultando em 2,016 mais um oxigênio, que vale
16 gramas por mol. Portanto, 18,016
gramas por mol. Mas a gente pode arredondar
isso na casa dos centésimos. Daria algo em torno
de 18,02 gramas por mol. Belezinha, agora podemos
pensar no próximo passo. Quantos mols de glicose temos
em 25 gramas de glicose? Precisamos fazer uma
transformações aqui. Acompanhe. Podemos multiplicar e dizer que
isso é para cada mol 180,16 g. Façamos as equivalências. 25 gramas de glicose vezes
(1 sobre 180,16 vezes mol por grama). Podemos cortar os gramas
e sobrará apenas os mols de glicose. Isso tudo, então, será igual a
25 dividido por 180,16. Temos três algarismos
significativos nessa divisão, portanto vou arredondar
para 0,139 mol de glicose. Agora voltemos
ao enunciado. A primeira pergunta feita é: "Quanta massa é necessária para fazer
uma reação completa com a glicose?" Para cada mol de glicose precisamos
de seis mols de oxigênio molecular. Então vamos multiplicar
0,139 por 6. Portanto, 0,833. Precisaremos, então, de 0,833 mol
de oxigênio molecular para a reação. Multiplicamos isso vezes a massa molar
do oxigênio molecular, ou seja, vezes 32 g por mol, que resulta
em 26,7 gramas de oxigênio. Lembre-se sempre de verificar
os algarismos significativos. E assim respondemos
à primeira parte da pergunta. A próxima pergunta é: "Quanto de CO₂
é formado em gramas?" Lembre-se: para cada mol de glicose,
precisávamos de seis mols de oxigênio molecular e produzimos seis mols
de dióxido de carbono e produzimos ainda
mais seis mols de água. Então, se pegarmos
esse 0,833 mol e multiplicar isso vezes a massa molar do dióxido
de carbono, que é 44,01 gramas por mol, isso vai ser aproximadamente igual a
36,7 gramas de dióxido de carbono. Mais uma vez, você pode ver que podemos cancelar
algumas coisas para termos o resultado em gramas. Por fim, podemos fazer isso
também com a água. 0,833 mol de água vezes sua massa molar,
que é 18,02 gramas por mol de água, vão nos dar, aproximadamente,
fico aqui com três algarismos significativos, ou seja, 15 gramas de água. Mais uma vez, estas unidades podem
se cancelar para nos dar a unidade correta. Viu só? Tudo é uma
questão de raciocínio. Primeiro verificamos se
a equação está balanceada, depois anotamos as massas molares
e fizemos as multiplicações e, por fim, fizemos os cálculos
pedidos no enunciado, sempre nos atentando às casas após a vírgula
para anotar corretamente os valores significativos. Bons estudos
e até a próxima!