Estequiometria (Fórmulas Químicas)

ESTEQUIMETRIA (Fórmulas Químicas)

1. Introdução

As fórmulas químicas são formas abreviadas de representar a composição química das substâncias através de símbolos químicos.

Existem diversos tipos de fórmulas químicas:

2. Fórmula Mínima:

É a fórmula que apresenta apenas a composição qualitativa e quantitativa de uma molécula. Exemplos:

- A fórmula mínima da água oxigenada é HO. Esta fórmula expressa quais os elementos que participam de uma substância e em que proporção.

- A fórmula mínima do etileno é CH2. Através desta fórmula podemos afirmar que o etileno é formado pelos elementos carbono e hidrogênio e que suas moléculas apresentam uma proporção de dois átomos de hidrogênio para um átomo de carbono.

3. Fórmula Molecular:

É a fórmula que apresenta a composição qualitativa e quantitativa da molécula e sua extensão.

Voltando ao exemplo da água oxigenada, que apresenta fórmula H2O2: esta é constituída de hidrogênio e oxigênio, a proporção dos elementos é de 1:1 e cada molécula é formada por dois átomos de hidrogênio e dois átomos de oxigênio.

Temos, portanto, na fórmula molecular, além da composição qualitativa e quantitativa, o número de átomos de cada elemento que compõem a substância. De maneira semelhante, a molécula do gás etileno é formada por dois átomos de carbono e quatro de hidrogênio (C2H4). Temos, assim, além da composição qualitativa e quantitativa, o número de átomos de carbono e hidrogênio que formam a molécula.

4. Fórmula Estrutural:

É a fórmula que apresenta a composição quantitativas, o número de átomos de cada elemento presente na molécula e a disposição dos átomos através de uma representação plana ou espacial de seus átomos e as ligações entre os mesmos. A fórmula estrutural mostra como os átomos estão ligados entre si. Exemplos:

- Ácido sulfúrico, H2SO4, . - Álcool etílico, C2H6O.

5. Fórmula Centesimal:

Na composição centesimal de uma substância são apresentadas as percentagens, em massa, dos elementos participantes da fórmula da mesma.

A composição centesimal da água é 88,99% de oxigênio e 11,11% de hidrogênio. Isso significa que em cada 100 gramas de água existem 88,89 gramas de oxigênio e 11,11 gramas de hidrogênio.

5.1. Cálculo da Composição Centesimal a partir da Fórmula Molecular

Cálculo da composição centesimal da água, H2O:

a) Calcula-se, inicialmente, a massa molar da substância:

b) Estabeleceram-se regras de três com a massa molar da substância e a massa do elemento, para o qual se deseja calcular a porcentagem:

Composição centesimal de H2O: 88,89% de oxigênio, 11,11% de hidrogênio.

OBS: Quando a soma das porcentagens não é igual a 100%, deve-se arredondar o maior valor de porcentagem encontrado, de tal forma, que a soma seja igual a 100%.

5.2. Cálculo da composição centesimal a partir de dados experimentais de análise

Considerando o seguinte problema: Na análise de 5,33 g de sal foram encontrados: 1,955 g de potássio, 1,775 g de cloro e 1,6 g de oxigênio. Qual a composição centesimal do sal analisado?

Para a resolução, estabelecem-se regras de três entre a massa total da substância analisada (no lugar da massa molar) e as massas de cada elemento encontrado na análise, comparando-se com 100%.

6. Cálculo da fórmula mínima

Para calcular a fórmula mínima é necessário conhecer:

- os elementos formadores da substância;

- a proporção em massa dos elementos formadores da substância;

- a massa atômica dos elementos.

Exemplo: Calcular a fórmula mínima de um composto que apresenta a seguinte composição centesimal: 43,4% de sódio, 11,3% de carbono e 45,3% de oxigênio.

-Relaciona-se, inicialmente, a porcentagem com a massa molar de cada elemento:

- A seguir, dividem-se todos os valores encontrados pelo menor deles:

Fórmula Mínima: Na2CO3.

Para tornar mais simples o cálculo da fórmula mínima geralmente se utiliza o esquema apresentado a seguir:

Dados Divisão pelas massas atômicas Divisão pelo menor número obtido Fórmula Mínima

Na = 43,4 %

Na2CO3

C = 11,3 %

O