4.1
Consideremos uma reação química equilibrada, como a combustão do gás hidrogênio. Aqui, a relação quantitativa entre os reagentes e os produtos H_2, O_2 e H_2O é que 2 moléculas de H_2 reagem com 1 molécula de O_2 para produzir 2 moléculas de H_2O. Esta relação quantitativa é conhecida como estequiometria e é semelhante a qualquer receita.
Supúnhamos que são utilizadas 2 fatias de salame, 1 fatia de queijo e 2 pedaços de pão italiano para fazer 1 sanduíche. De forma a fazer três sanduíches, as quantidades dos ingredientes têm de ser a triplicar. Quantas sanduíches poderiam ser feitas com 10 fatias de salame?
Uma vez que a proporção de salame para os sanduíches é de dois para um, poderiam ser feitas 4 sanduíches. Este mesmo processo é aplicado às reações químicas. Por exemplo, consideremos a síntese do amoníaco.
Os coeficientes estequiométricos indicam diretamente o número relativo de moléculas, que é equivalente às quantidades relativas em mols. Um mol de gás nitrogênio e três mols de gás hidrogênio reagem para formar dois mols de amoníaco. Para fazer quatro mols de amoníaco, as quantidades dos reagentes têm de duplicar.
A proporção de mols do gás nitrogênio para o amoníaco é de um para dois, enquanto que do gás hidrogênio para o amoníaco é de três para dois. Se existem 15 mols de hidrogênio, quantos mols de amoníaco podem ser sintetizado. Utilizando a proporção de moles como um fator de conversão, podem ser sintetizadas 10 mols de amoníaco.
Para estimar a massa de um reagente a partir da massa do produto ou vice versa, é seguido um caminho. Ao contrário das conversões de mols, os cálculos que envolvem massas não são diretos. Em primeiro lugar, a massa conhecida é convertida em mols.
Depois é aplicada a proporção de mols. Por último, o valor em mols é convertido em massa utilizando a massa molar do composto relevante. Por exemplo, consideremos a combustão de um propulsor de foguete de hidrocarbonetos ou seja, a sua reação com o oxigênio.
Aproximadamente quantas gramas de oxigênio líquido são necessárias para cada 5.000 gramas de combustível. E primeiro lugar, a massa molar aproximada do combustível é utilizada para converter 5.000 gramas em mols. Depois, a proporção de mols de 35 para 2 é aplicada para calcular o valor necessário em moles do oxigênio molecular.
Por último, a massa molar do oxigénio molecular é utilizada para determinar que a nave precisa de armazenar cerca de 17.000 gramas de oxigênio a bordo por cada 5.000 gramas de combustível.
Uma equação química equilibrada fornece uma grande quantidade de informação em um formato muito sucinto. As fórmulas químicas fornecem a identidade do…
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