Na estequiometria, ou estudo de quantidades relativas de substâncias nas reações, você encontrará duas situações que exigem o cálculo da razão molar. Em um, você está analisando uma substância misteriosa para determinar sua fórmula empírica e, no outro, está calculando quantidades relativas de reagentes e produtos em uma reação. No primeiro caso, você geralmente deve pesar os componentes individuais de um composto e calcular o número de moles de cada um. No segundo caso, você geralmente pode encontrar a razão molar equilibrando a equação para a reação.
Determinando a Fórmula Empírica
O procedimento típico para determinar a fórmula empírica de um composto misterioso é analisá-lo quanto aos seus elementos componentes. Se você obtiver o peso de cada elemento no composto, poderá determinar o número de moles de cada composto dividindo o peso real em gramas pelo peso atômico desse elemento. Para fazer isso, você deve procurar os pesos atômicos na tabela periódica ou, para tornar as coisas mais fáceis para você, você pode usar um online
Depois de saber o número de moles de cada componente do composto, você divide cada um por aquele com o número mais baixo e arredonda para o inteiro mais próximo. Os números são as razões molares e aparecem como subscritos na fórmula empírica.
Exemplo: você analisa um composto e descobre que ele contém 0,675 g de hidrogênio (H), 10,8 g de oxigênio (O) e 13,5 g de cálcio (Ca). Qual é a fórmula empírica?
- H - 0,675
- O - 0,675
- Ca - 0,337
A massa molar do hidrogênio é 1 g (arredondado para uma casa decimal), então o número de moles presentes no composto é 0,675 / 1 = 0,675. A massa molar do oxigênio é 16 ge a massa molar do cálcio é 40,1 g. Executando a mesma operação para esses elementos, você descobre que o número de mols de cada elemento é:
O cálcio é o elemento com o menor número de moles, que é 0,337. Divida este número pelos outros para obter a proporção molar. Neste caso, é H - 2, O - 2 e Ca - 1. Em outras palavras, para cada átomo de cálcio no composto, existem dois hidrogênios e dois oxigênios.
Os números derivados como a proporção molar dos elementos aparecem na fórmula empírica como subscritos. A fórmula empírica do composto é CaO2H2, que geralmente é escrito Ca (OH)2.
Balanceando uma equação de reação
Se você conhece os reagentes e produtos de uma reação, pode escrever uma equação não balanceada para a reação colocando os reagentes de um lado e os produtos do outro. A lei da conservação da massa exige que ambos os lados da equação tenham o mesmo número de átomos de cada elemento, e isso fornece a pista de como encontrar a razão molar. Multiplique cada lado da equação por um fator que equilibre a equação. Os fatores de multiplicação aparecem como coeficientes, e esses coeficientes informam as razões molares de cada um dos compostos na reação.
Por exemplo, hidrogênio e oxigênio se combinam para formar água. A equação desequilibrada é H2 + O2 -> H2O. No entanto, essa equação não está equilibrada porque há mais átomos de oxigênio de um lado do que do outro. A equação balanceada é 2H2 + O2 -> 2 H2O. São necessários dois átomos de hidrogênio para cada átomo de oxigênio para produzir essa reação, então a razão molar entre hidrogênio e oxigênio é 2: 1. A reação produz duas moléculas de água, então a razão molar entre oxigênio e água é 1: 2, mas a razão molar entre água e hidrogênio é 2: 2.