A importância dos cálculos estequiométricos

A estequiometria relaciona quantitativamente várias reações, que envolvem volume, massa, quantidade de matéria, números de partículas, entre outras grandezas. A importância dos cálculos estequiométricos é fundamental em todos os ramos da química.

Para efetuarmos os cálculos estequiométricos, devem-se conhecer as proporções existentes entre os elementos que formam as diferentes substâncias. Estas proporções são perceptíveis pelo conhecimento das fórmulas das substâncias. É fundamental que se saiba a quantidade de produtos que pode ser formado a partir de uma determinada quantidade de reagentes, é importante, também, saber antecipadamente qual a quantidade de reagentes que deve ser utilizado para se obter uma determinada quantidade de produto. (Usberco, et al., 2003).

A uma dada massa de cada uma das diferentes substâncias sempre estão associados números distintos, das entidades que compõe m essas diferentes substâncias. Isto porque essas entidades têm massas distintas. Entretanto, interessa-se trabalhar com um número fixo de entidades. Para isso dispõe-se da grandeza denominada “quantidade de matéria”. O mol é definido como sendo a quantidade de matéria de um sistema que contém tantas entidades elementares quanto são os átomos contidos em 0,012 kg de carbono 12. Quando se utiliza a unidade mol, as entidades elementares devem ser especificadas, podendo ser átomos, moléculas, elétrons, outras partículas ou agrupamentos especiais de tais partículas. O mol não se refere à grandeza massa, o mol é uma quantidade padrão da grandeza quantidade de matéria. (Rocha-Filho, et al., 1991).

Um único átomo é tão pequeno que, para que uma amostra de matéria possa ser vista e manipulada, esta precisa consistir em um enorme número de átomos. Indica-se o número atômico de certo elemento, o oxigênio, por exemplo, que possui um número atômico 16 u, ou seja, um único átomo de oxigênio é de 16u. Agora, considera-se um grupo de átomos de oxigênio, tal número é tão grande que a massa do agrupamento inteiro é de 16 gramas, o número de átomos neste grupo será de 6,02 . 10²³. Este número é conhecido como constante de Avogrado. 6,02 . 10²³ é o número de átomos de qualquer elemento, que deve ser reunido com a finalidade de que o grupo inteiro apresente uma massa em gramas que é numericamente igual à massa atômica em u, para cada elemento, este é 6,02x 10²³ átomos. (Russel, et al., 2006).

No século XVIII Antoine Lavoisier enunciou a famosa lei da conservação das massas: “Na natureza nada se cria, nada se perde, tudo se transforma”. Segundo essa lei, numa reação química, realizada em sistema fechado, a soma das massas dos reagentes é igual e soma das massas dos produtos: Sejam mA, mB, mC e mD as massas das substâncias A, B, C e D, participantes de uma reação expressa pela equação: A + B  C + D, de acordo com a lei de Lavoisier: mA + mB = mc + mD. (Carvalho, et al., 1997).

Ao realizar-se um processo químico, em um sistema aberto, sempre há troca de energia entre o sistema onde se realiza o processo e o ambiente e, de acordo com a teoria de Albert Einstein, onde há variação de energia, há variação de massa: ΔE = Δm . c², onde: ΔE = variação de energia, Δm = variação de massa e c = velocidade da luz no vácuo. Então, de acordo com a teoria de Einstein, a matéria pode ser transformada em energia. Isso

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