Estequiometria, rendimento do produto e reagentes limitantes

Nas reações químicas, os átomos - que são os blocos de construção dos reagentes - são reorganizados para formar novas entidades chamadas produtos. A lei da conservação das massas afirma que a matéria não pode ser criada nem destruída. Assim, para uma reação química em um sistema isolado, a massa permanece constante.

O número de átomos no lado do reagente é igual ao do lado do produto, e vemos que a equação está equilibrada. Essa relação entre as quantidades de reagente e produto é conhecida como estequiometria.

Agora, vamos praticar o equilíbrio de uma equação química. Aqui estão os coeficientes de dióxido de carbono e dióxido de nitrogênio para ajudá-lo a começar. Primeiro, vamos contar o número de átomos de cada lado. Preste atenção tanto ao coeficiente, que indica quantas moléculas estão na equação, quanto ao subscrito, que nos diz quantos átomos existem em uma molécula.

Em seguida, multiplique os valores de coeficiente e subscrito para cada átomo. Repita para todos os elementos. Se um elemento estiver em várias moléculas, basta adicionar o número de átomos em cada molécula. Quando isso estiver completo para todos os elementos, verifique se a reação está equilibrada.

Em seu estado atual, a equação não está equilibrada. Vemos que há um nitrogênio no lado do reagente, mas quatro no lado do produto. Para equilibrar o nitrogênio, precisamos de quatro moléculas reagentes, então multiplicamos todos os seus elementos por quatro. Isso também equilibra o carbono. Existem dois átomos de hidrogênio no lado do produto. Assim, faremos 14 produtos H2O. Isso perfaz 38 átomos de oxigênio no lado do produto, o que requer 19 moléculas de oxigênio no lado do reagente. Finalmente, a equação é equilibrada.

A relação entre os coeficientes representa a relação entre as quantidades molares. Nesta equação, uma molécula de metano reage com duas moléculas de oxigênio para formar uma molécula de dióxido de carbono e duas moléculas de água. A reação para quando qualquer reagente é completamente consumido, limitando a quantidade de produto que pode ser feita. Esse reagente é chamado de reagente limitante.

A quantidade máxima possível de produto, que é chamada de rendimento teórico, depende da quantidade do reagente limitante. No entanto, o rendimento real do produto pode diferir com base em reações colaterais, perda de etapas de purificação ou erro humano. O rendimento percentual nos diz qual porcentagem do rendimento teórico foi obtido e é determinado com esta equação.

Neste laboratório, você reagirá o hexahidrato de cloreto de níquel com etilenodiamina para sintetizar um complexo de coordenação de níquel. Em seguida, você medirá a quantidade produzida, determinará o reagente limitante da reação e calculará o rendimento percentual do produto.