Os métodos descritos na secção anterior permitem-nos expressar reagentes e produtos em termos de toupeiras, mas e se quiséssemos saber quantas gramas de um reagente seriam necessárias para produzir um determinado número de gramas de um determinado produto? Esta extensão lógica é, naturalmente, trivial! No Capítulo 4, aprendemos a expressar quantidades molares em termos de massas de reagentes ou produtos. Por exemplo, a redução do óxido de ferro (III) por gás hidrogênio, produz ferro metálico e água. Se perguntássemos quantas gramas de ferro elementar seriam formadas pela redução de 1,0 gramas de óxido de ferro (III), simplesmente usaríamos a estequiometria molar para determinar o número de moles de ferro que seriam produzidos, e então converter moles em gramas usando a massa molar conhecida. Por exemplo, uma grama de Fe2O3 pode ser convertida em Fe2O3 mol, lembrando que moles de uma substância é equivalente a gramas dessa substância dividida pela massa molar dessa substância:
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Usando esta abordagem, a massa de um reagente pode ser inserida em nossa via de reação como a razão massa molar-massa. Isto é mostrado aqui para a redução de 1,0 grama de Fe2O3.
Configuramos o problema para resolver para o produto mol; a equação geral é:
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A razão mol estequiométrica é configurada para que o mol reagente seja cancelado, dando uma solução no produto mol. Substituindo,
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É muitas vezes mais simples expressar a razão (massa)/(massa molar) como mostrado abaixo,
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Fazendo isto, e rearranjando,
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Isto é, a redução de 1,0 gramas de Fe2O3 pelo excesso de hidrogênio gasoso produzirá 0,013 moles de ferro elementar. Todos estes cálculos são bons para dois valores significativos baseados na massa de óxido de ferro (III) no problema original (1,0 gramas). Note que temos dois fatores de conversão (razões) nesta solução; um da massa para a massa molar e o segundo, a razão molar estequiométrica da equação química balanceada. Sabendo que temos 0,013 moles de Fe, poderíamos agora converter isso em gramas, sabendo que uma molécula de Fe tem uma massa de 55,85 gramas; o rendimento seria de 0,70 gramas.
Podíamos também modificar nossa configuração básica para que pudéssemos encontrar o número de gramas de ferro diretamente.
Aqui temos simplesmente substituído a quantidade (massa molar dos moles) para obter a massa de ferro que seria produzida. Novamente, configuramos o problema para resolver para produto mol;
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No lugar de produto mol e mol reagente mol, usamos as expressões para massa e massa molar, como mostrado no esquema acima. A razão mol estequiométrica é configurada para que o mol reagente (o dado) seja cancelado, dando uma solução no produto mol. Substituindo,
Unidades de rearranjo e cancelamento,
Exercício \(\PageIndex{1}\)
Soluções aquosas de nitrato de prata e cloreto de sódio reagem em uma reação de dupla substituição para formar um precipitado de cloreto de prata, de acordo com a equação equilibrada mostrada abaixo.
AgNO3 (aq) + NaCl (aq) → AgCl (s) + NaNO3 (aq)
Se 3,06 gramas de AgCl sólido forem recuperados da mistura de reação, que massa de AgNO3 estava presente nos reagentes?
Exercicio \(\PageIndex{2})
Alumínio e gás cloro reagem para formar cloreto de alumínio de acordo com a equação equilibrada mostrada abaixo.
2 Al (s) + 3 Cl2 (g) → 2 AlCl3 (s)
Se 17.467 gramas de cloro gasoso puderem reagir com excesso de Al, que massa de cloreto de alumínio sólido será formada?
Exercise \(\PageIndex{3}\)
Ammonia, NH3, is also used in cleaning solutions around the house and is produced from nitrogen and hydrogen according to the equation:
N2 + 3 H2 → 2 NH3
- If you have 6.2 moles of nitrogen what mass of ammonia could you hope to produce?
- If you have 6.2 grams of nitrogen how many grams of hydrogen would you need?
Contributors and Attributions
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Paul R. Young, Professor of Chemistry, University of Illinois at Chicago, Wiki: AskTheNerd; PRY
askthenerd.com – pyounguic.edu; ChemistryOnline.com