Cálculo estequiométrico com mol

O cálculo estequiométrico com mol é uma forma de determinar a quantidade de matéria (mol) que deverá ser utilizada de um reagente ou que será formada em um ou em todos os produtos.

O cálculo estequiométrico com mol baseia-se em leis importantes da Química, como a lei de Proust, que diz que, em uma reação química, a divisão de números de mol ou massa dos participantes de uma reação resulta sempre em um valor constante.

Veja a reação de combustão do butano:

1 C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO₂ + 5 H₂O

Nessa reação, 1 mol de butano reage com 6,5 mol de gás oxigênio, formando 4 mol de gás carbônico e 5 mol de água, de acordo com o balanceamento da equação.

Se fizermos essa reação na prática, colocando 4 mol de butano para reagir com 26 mol de gás oxigênio e formarmos 16 mol de gás carbônico e 20 mol de água, estaremos realizando uma reação química com quantidades de matéria (número de mol) que obedecem à lei de Proust, já que a divisão entre os coeficientes (mol) da equação e o número de mol sempre resulta em 0,25.

1 C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO₂ + 5 H₂O

 1 = 13/2 = 4 = 5 
 4     26     16  20

Utilizando o princípio demonstrado acima, poderíamos, por exemplo, descobrir a quantidade em mol de água que seria formada se utilizássemos 200 mol de butano em uma reação. Para tal, bastaria utilizar uma regra de três simples como a esquematizada a seguir:

1 C₄H₁₀ + 13/2 O₂ → 4 CO₂ + 5 H₂O

1 C₄H₁₀ → 5 H₂O

1 mol de butano--------5 mol de água
200 mol de butano----------x
x = 5.200
x = 1000 mol de água

Utilizando a lei de Proust, teríamos:

1 C₄H₁₀ → 5 H₂O

  1  =  5  
200    x  

x = 200.5

x = 1000 mol de água

Particularidades do cálculo estequiométrico com mol

A realização de cálculos estequiométricos envolve os seguintes conhecimentos:

• Domínio da lei de Proust (clique aqui e relembre);

• Domínio do balanceamento de equações químicas (clique aqui e relembre);

• Capacidade de associar os coeficientes do balanceamento de qualquer equação às suas respectivas quantidades em mol;

• Domínio sobre a construção de uma regra de três simples.

Exemplos

1º - (Unitau-SP) Na combustão do ciclexano (C₆H₁₂), qual é a quantidade em mol de oxigênio consumida para um mol de ciclexano queimado?

a) 6

b) 9

c) 12

d) 15

e) 18

Resolução:

Os dados fornecidos pelo exercício são:

• número de mol do gás oxigênio = ?

• número de mol do ciclexano = 1 mol

Passo 1: Montar e balancear a equação da reação descrita no exercício:

1 C₆H₁₂ + 9 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O

Passo 2: Calcular o número de mol do gás oxigênio O₂.

Para isso, devemos construir uma regra de três simples em que, na primeira linha, teremos os números de mol referentes aos coeficientes do balanceamento e, na segunda linha, o número de mol do reagente fornecido pelo enunciado e a incógnita:

1 C₆H₁₂ + 9 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O

1 C₆H₁₂ → 9 O₂

1 mol de ciclexano ------- 9 mol de gás oxigênio
1 mol ciclexano------------- x
x = 9 mol de gás carbônico

2º - (PUC-Camp) A combustão completa do metanol pode ser representada pela equação:

CH₃OH_(l) + O_2(g) → CO_2(g) + H₂O_(l)

Quando se utilizam 5,0 mol de metanol nessa reação, quantos mols de CO₂ são produzidos?

a) 1,0

b) 2,5

c) 5,0

d) 7,5

e) 10

Resolução:

Dados fornecidos pelo exercício:

• n^o de mol do O₂: ?

• n^o de mol do CO₂: 5 mol

1^a Etapa: verificar se a equação está balanceada.

Como a equação fornecida já está balanceada, temos um mol de cada um dos participantes.

1 CH₃OH_(l) + 1 O_2(g) → 1 CO_2(g) + 1 H₂O_(l)

2^a Etapa: calcular o número de mol do gás carbônico CO₂.

Para isso, devemos montar uma regra de três simples em que, na primeira linha, teremos os números de mol referentes aos coeficientes do balanceamento e, na segunda linha, a soma do número de mol dos reagentes e a incógnita:

1 CH₃OH_(l) + 1 O_2(g) → 1 CO_2(g) + 1 H₂O_(l)

CH₃OH_(l) → 1 CO_2(g)

1 mol de metanol ------- 1 mol de gás carbônico
5 mol de metanol------------- x
x = 5 mol de gás carbônico

3º - (Acafe-SC) Considere a equação química não balanceada da combustão do butano, gás combustível utilizado em isqueiros, representada por

C₄H₁₀ + O₂ → CO₂ + H₂O.

O número de mols de gás oxigênio usado na combustão total de 2 mols de butano é:

a) 13/2

b) 13

c) 8

d) 5

e) 16

Resolução:

Dados fornecidos pelo exercício:

• n^o de mol do O₂: ?

• n^o de mol do butano: 2 mol

1^a Etapa: Como a equação fornecida não está balanceada, devemos balanceá-la. Os coeficientes que a tornam balanceada são:

C₄H₁₀ + 13/2O₂ → 4 CO₂ + 5 H₂O

2^a Etapa: Calcular o número de mol do gás carbônico CO₂.

Para isso, devemos montar uma regra de três simples em que, na primeira linha, teremos os números de mol referentes aos coeficientes do balanceamento e, na segunda linha, a soma do número de mol dos reagentes e a incógnita:

C₄H₁₀ + 13/2O₂ → 4 CO₂ + 5 H₂O

C₄H₁₀ → 13/2O₂

1 mol de butano ------- 6,5 mol de gás oxigênio
2 mol de butano------------- x
x = 2.6,5 mol
x = 13 mol de gás oxigênio

Por Me. Diogo Lopes Dias

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