Aqui Tem Química

Química · Ensino Médio e pré-vestibular

Estequiometria

A receita da química: quanto entra, quanto sai.

Quanto remédio cabe num comprimido, quanta cal sai de uma tonelada de calcário, quanto CO₂ sai do escapamento, quanto gás enche um airbag. Toda pergunta “quanto?” sobre uma reação se responde do mesmo jeito: contando partículas em mols e seguindo a proporção da equação balanceada. Esta página mostra como.

CO₂ emitido por combustíveis fósseis no mundo · desde que a página abriu

toneladas

0

mols

0

moléculas

0

São cerca de 37 bilhões de toneladas por ano, ou 1 185 t por segundo. Para passar de toneladas para mols, divide-se pela massa molar do CO₂ (44 g/mol); para chegar às moléculas, multiplica-se por 6,02 × 10²³. Isso é estequiometria.

↓ role para começar pela unidade mais importante da química

Como usar esta página

Quatro partes, um mesmo método

Primeiro, a linguagem das quantidades: mol, massa molar, fórmulas e equações balanceadas. Depois, o cálculo propriamente dito, e então as complicações do mundo real: reagente em excesso, amostra impura e rendimento menor que 100%. Os laboratórios são interativos; os exemplos resolvidos abrem um passo de cada vez. Tente o próximo passo antes de clicar.

Parte 1 · Mol e massa molar Quantidades

Contando o que não se vê

Átomos são pequenos demais para serem contados um a um. A química resolve isso como a padaria resolve os pães: contando em pacotes. O pacote da química se chama mol e tem 6,02 × 10²³ unidades — a constante de Avogadro.

A massa atômica de um elemento é dada em u (unidade de massa atômica, 1/12 da massa do carbono-12): H = 1 u, C = 12 u, O = 16 u. A massa molecular é a soma das massas dos átomos da fórmula: H₂O = 2 × 1 + 16 = 18 u. O truque do mol é este: 1 mol tem, em gramas, o mesmo número que a massa da partícula em u. Uma molécula de água tem 18 u; 1 mol de água tem 18 g. Esse valor em g/mol é a massa molar (M).

n = mM  ·  N = n · NA  ·  V = n · Vm

n = quantidade em mol; m = massa (g); M = massa molar (g/mol); N = número de partículas; NA = 6,02 × 10²³ mol⁻¹; Vm = volume molar dos gases (22,4 L/mol a 0 °C e 1 atm; 24,5 L/mol a 25 °C e 1 atm).

Quanto é 1 mol?

Laboratório 1 · o mapa do mol

Converta qualquer quantidade em qualquer outra

O mol é o centro de tudo: da massa, do volume ou do número de partículas, sempre se passa pelo mol. Escolha uma substância, digite uma quantidade em qualquer unidade e veja as outras — com a conta de cada seta.

As três setas que resolvem quase tudo: massa ⇄ mol (÷ M ou × M), mol ⇄ partículas (× ou ÷ 6,02 × 10²³) e mol ⇄ volume de gás (× ou ÷ volume molar). Em todo problema, pergunte: “de onde parto e aonde quero chegar?” — e passe pelo mol.

Parte 2 · Fórmulas e composição Quantidades

O que a fórmula conta

A fórmula molecular diz quantos átomos de cada elemento há numa molécula. Com ela e a tabela periódica, calcula-se a massa molar e a composição centesimal — a porcentagem em massa de cada elemento. E o caminho inverso também existe: da análise de uma amostra desconhecida chega-se à fórmula.

M = Σ (índice × massa atômica)
% X = massa de X na fórmulaM × 100

Índices fora de parênteses multiplicam tudo o que está dentro: em Ca(OH)₂ há 2 O e 2 H. Em hidratos, como CuSO₄·5H₂O, a água do cristal entra na massa molar.

Laboratório 2 · calculadora de massa molar

Digite uma fórmula e veja a conta e a composição

Use números normais: Ca(OH)2, C6H12O6, CuSO4·5H2O ou CuSO4.5H2O, Al2(SO4)3. Maiúsculas e minúsculas importam (Co é cobalto; CO é monóxido de carbono).

Fórmula mínima e fórmula molecular

A fórmula mínima (ou empírica) dá só a menor proporção inteira entre os átomos: a glicose, C₆H₁₂O₆, tem fórmula mínima CH₂O. Para descobrir a fórmula de uma substância nova, o laboratório mede a composição em massa e segue quatro passos:

  1. Considere 100 g da amostra: as porcentagens viram gramas.
  2. Divida a massa de cada elemento pela sua massa atômica (mols de átomos).
  3. Divida tudo pelo menor valor; se aparecer 1,33, 1,5 ou 1,25, multiplique por 3, 2 ou 4.
  4. Com a massa molar, descubra quantas vezes a fórmula mínima cabe na molecular.

Laboratório 3 · detetive da fórmula

Da porcentagem à fórmula

Escolha um caso real ou digite sua própria análise. O quadro mostra cada passo.

Parte 3 · Lavoisier e balanceamento Quantidades

Nada se perde, nada se cria

Em 1774, Antoine Lavoisier pesou reagentes e produtos em frascos fechados e viu que a massa total não muda. Numa reação, os átomos só trocam de parceiro: nenhum aparece, nenhum some. É a lei da conservação da massa. Pouco depois, Joseph Proust mostrou que cada substância tem composição fixa: a água tem sempre 1 g de hidrogênio para 8 g de oxigênio — a lei das proporções definidas.

Laboratório 4 · a balança de Lavoisier

A massa aumenta, diminui ou fica igual?

Escolha o experimento e o recipiente, preveja o resultado e clique em “Reagir”.

Antes
—
Depois
—
Variação
—

Balancear é contar átomos

Uma equação química só respeita Lavoisier se cada elemento tiver o mesmo número de átomos dos dois lados. Para isso, ajustam-se os coeficientes — os números na frente das fórmulas. Os índices nunca mudam: trocar H₂O por H₂O₂ trocaria água por água oxigenada. O método das tentativas segue uma ordem prática:

1 · Metais

Comece pelos metais e pelos elementos que aparecem uma só vez de cada lado.

2 · Ametais

Depois os outros ametais (S, N, P, Cl). Grupos como SO₄ podem ser tratados como bloco.

3 · Carbono e H

Em combustões, o C define o CO₂ e o H define a H₂O.

4 · Oxigênio

Por último, o O. Se der fração, tudo bem: multiplique a equação inteira no fim.

Laboratório 5 · a balança de átomos

Balanceie vinte reações reais

Use os botões + e − (ou digite) para mudar os coeficientes. A tabela conta os átomos de cada lado e o desenho mostra as moléculas. Quando tudo fechar, a balança equilibra. Comece pelas fáceis — as últimas são desafio de vestibular.

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Parte 4 · Cálculo estequiométrico O cálculo

A equação é uma receita

Uma receita diz: 2 ovos para 1 xícara de farinha. Uma equação balanceada diz: 2 mol de H₂ para 1 mol de O₂, formando 2 mol de H₂O. Os coeficientes são a proporção em mol — e, para gases nas mesmas condições, também a proporção em volume. Esse é o coração da estequiometria (do grego stoicheion, elemento, e metron, medida).

a A + b B → c C + d D
n(A)a = n(B)b = n(C)c = n(D)d

A quantidade de cada participante, dividida pelo seu coeficiente, dá sempre o mesmo número. Em massa, a proporção é outra: multiplique cada coeficiente pela massa molar.

Os quatro passos

1

Equação balanceada

Sem ela, não há proporção. Confira os átomos antes de qualquer conta.

2

Proporção em mol

Copie os coeficientes das duas substâncias que interessam: o dado e o pedido.

3

Ajuste as unidades

Na linha da equação, troque mol pela unidade do problema: × M (massa), × Vm (volume), × NA (partículas).

4

Regra de três

Linha da equação em cima, linha do problema embaixo; cada coluna na mesma unidade.

O mapa do cálculo: grandeza dada de A → mols de A → (proporção da equação) → mols de B → grandeza pedida de B. A única ponte entre duas substâncias diferentes é a proporção em mol. Massa de A nunca vira massa de B diretamente sem passar por ela.

Seis tipos de pergunta, um só método

Escolha o tipo. Cada exemplo abre um passo por vez.

Laboratório 6 · calculadora estequiométrica

Escolha a reação, o dado e o pedido

Vinte e três reações reais, de remédios a siderúrgicas. Informe o que você sabe e o que quer saber, em qualquer unidade: a calculadora mostra o caminho pelo mol, a regra de três e o balanço completo da reação — com a massa se conservando.

Eu sei

Quero saber

Massas atômicas usuais do Ensino Médio (Cl = 35,5; Cu = 63,5). Volume de gás: 22,4 L/mol (0 °C, 1 atm) ou 24,5 L/mol (25 °C, 1 atm). Substâncias que não são gases não têm a opção de litros.

Parte 5 · Volume dos gases O cálculo

Um mol de gás, qualquer gás

Em 1811, Amedeo Avogadro propôs que volumes iguais de gases, nas mesmas temperatura e pressão, têm o mesmo número de moléculas. Consequência: 1 mol de qualquer gás ocupa o mesmo volume — o volume molar. Hélio, CO₂ ou vapor de água: tanto faz.

CNTP · 0 °C e 1 atm

22,4 L/mol

A condição clássica dos livros e de muitos vestibulares.

25 °C e 1 atm

24,5 L/mol

Condição ambiente. Alguns enunciados arredondam para 24 ou 25 L/mol.

Qualquer outra

P · V = n · R · T

R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹ e T sempre em kelvin (T = t + 273).

Volume molar só vale para gases. Um mol de água líquida ocupa 18 mL; um mol de ferro, 7 mL. Para sólidos e líquidos, passe por massa e densidade. E repare: se dado e pedido são gases nas mesmas condições, nem é preciso o volume molar — a proporção dos coeficientes já é a proporção em litros (lei de Gay-Lussac).

Laboratório 7 · o airbag

Quanto propelente enche a bolsa?

Um sensor detecta a batida e uma faísca decompõe a azida de sódio: 2 NaN₃ → 2 Na + 3 N₂. Em cerca de 30 milésimos de segundo, o nitrogênio enche a bolsa. Ajuste o volume, a temperatura do gás e a pressão, calcule a massa de NaN₃ — e dispare.

n(N₂)
—
n(NaN₃)
—
massa de NaN₃
—
sódio formado
—

Modelo de gás ideal. A azida de sódio é o exemplo clássico; os airbags atuais usam outros propelentes, como o nitrato de guanidina, e a pressão real da bolsa fica pouco acima da atmosférica.

Parte III · O mundo real

Quando a receita não sai perfeita

Na prática, um reagente sobra, o minério vem com areia e parte do produto se perde no filtro. Três ideias — reagente limitante, pureza e rendimento — transformam o cálculo do livro no cálculo da fábrica, da farmácia e da estação de tratamento.

Parte 6 · Reagente limitante e em excesso Mundo real

Quem acaba primeiro manda

Para montar um sanduíche são precisos 2 pães e 1 hambúrguer. Com 10 pães e 3 hambúrgueres, saem só 3 sanduíches: os hambúrgueres acabam primeiro e sobram 4 pães. Numa reação é igual. O reagente que acaba primeiro é o limitante: ele define quanto produto se forma. O outro está em excesso e sobra.

compare n(A)a com n(B)b

Divida a quantidade em mol de cada reagente pelo seu coeficiente. O menor resultado é o limitante. Todo o cálculo do produto parte dele; o excesso é o que sobra do outro.

Laboratório 8 · a fábrica de moléculas

Monte a mistura e veja o que sobra

Escolha a reação e quantas moléculas de cada reagente entram. Antes de clicar em “Reagir”, preveja: quem é o limitante? Quanto produto se forma? Quanto sobra?

Limitante
—
Produto formado
—
Sobra
—

Laboratório 9 · limitante em massa

Agora com gramas: quem acaba primeiro?

Digite as massas dos dois reagentes. As barras mostram quanto produto cada um conseguiria formar sozinho: o menor manda.

Parte 7 · Pureza Mundo real

Nem todo minério é 100%

O calcário vem com argila, a hematita com areia, o bicarbonato da farmácia com umidade. Só a parte pura reage. A pureza (ou teor) é a porcentagem, em massa, da substância de interesse na amostra.

mpura = pureza × mamostra

Aplique a pureza no começo, no reagente, antes da proporção da equação. No sentido inverso (quanto minério comprar?), a pureza divide: mamostra = mpura ÷ pureza.

Laboratório 10 · o forno de cal

Calcário impuro entra, cal e CO₂ saem

Mude a massa e a pureza do calcário: CaCO₃ → CaO + CO₂. A barra mostra o que é carbonato e o que é impureza.

Parte 8 · Rendimento Mundo real

O que a equação promete e o que a fábrica entrega

Reações paralelas, produto que fica grudado no filtro, reação que não vai até o fim: quase nunca se obtém toda a massa prevista pela equação. O rendimento compara o que se obteve com o que se esperava.

R = massa obtidamassa teórica × 100%

O rendimento entra no fim, sobre o produto: mreal = R × mteórica. Se a pergunta é quanto reagente usar para obter certa massa de produto, ele divide.

Laboratório 11 · a fábrica de aspirina

Da matéria-prima ao comprimido

C₇H₆O₃ + C₄H₆O₃ → C₉H₈O₄ + C₂H₄O₂. Escolha quanto ácido salicílico entra no reator e o rendimento da síntese. Depois, veja o que acontece quando a síntese tem várias etapas.

AAS teórico
—
AAS obtido
—
Comprimidos
—
Perdido
—

Síntese em várias etapas

Economia atômica: a química verde faz a conta antes

Mesmo com rendimento de 100%, parte da massa dos reagentes vira subproduto. A economia atômica (EA), proposta por Barry Trost em 1991, mede quanto da massa dos reagentes acaba no produto desejado — direto da equação balanceada.

EA = M(produto desejado) × coeficienteΣ M(reagentes) × coeficientes × 100%

EA alta significa menos resíduo. É um dos doze princípios da química verde.

Ibuprofeno · rota antiga

6 etapas · EA ≈ 40%

A rota original, dos anos 1960, gerava mais resíduo do que remédio.

Ibuprofeno · rota atual

3 etapas · EA ≈ 77%

A rota catalítica dos anos 1990 aproveita quase tudo; recuperando o ácido acético formado, chega perto de 100%.

Parte 9 · Reações sucessivas Mundo real

Várias etapas, uma proporção

Muitos produtos industriais nascem em etapas: o produto de uma reação é o reagente da seguinte. Não é preciso calcular etapa por etapa. Some as equações, acertando os coeficientes até que os intermediários se cancelem, e use a equação global.

S + O₂ → SO₂
SO₂ + ½ O₂ → SO₃
SO₃ + H₂O → H₂SO₄
S + 3/2 O₂ + H₂O → H₂SO₄   (1 S : 1 H₂SO₄)

Atalho que funciona quase sempre: siga um átomo. Cada átomo de enxofre que entra sai num H₂SO₄; cada N da amônia termina num HNO₃; no alto-forno, cada 2 Fe saem de 1 Fe₂O₃. O rendimento global é o produto dos rendimentos das etapas.

Parte 10 · Tudo junto Mundo real

O problema completo, na ordem certa

Os problemas de vestibular e os da indústria juntam tudo. A ordem que nunca falha:

1Equação balanceada
2Pureza: quanto do reagente reage
3Limitante, se houver dois dados
4Proporção: produto teórico
5Rendimento: produto real

Laboratório 12 · simulador de processo

Rode uma fábrica de verdade

Escolha o processo, a quantidade de matéria-prima, a pureza e o rendimento. O fluxograma mostra a massa em cada etapa. No modo inverso, diga quanto produto você quer e descubra quanto comprar.

Oito frases que parecem certas

Parte 11 · Estudos de caso Casos e treino

Estequiometria fora do livro

Do remédio na farmácia ao escapamento do carro, os mesmos quatro passos. Escolha a área: os casos novos aparecem resolvidos passo a passo, e os exemplos da página que são da mesma área ficam listados logo abaixo.

Processos industriais que você já usa

Parte 12 · No vestibular Casos e treino

O que já caiu na FUVEST e na Unicamp

Os links abrem os cadernos oficiais (PDF) nos sites da FUVEST e da Comvest. Na FUVEST, a numeração da 1ª fase é a da prova V; na 2ª fase, Q01–Q06 são as questões de Química do 2º dia. Índice de acerto: fração dos candidatos que acertou, publicada pela FUVEST (2021–2022) e pela Comvest (2021–2023).

O que fazer com isso: os índices de acerto ficam entre 27% e 45% — estequiometria separa candidatos. As questões quase nunca dizem “calcule a massa”: pedem CO₂ por km, teor de um nutriente, volume de gás num cilindro. Treine identificar o dado e o pedido no meio do texto e montar a proporção.

Parte 13 · Treino sem fim Casos e treino

Exercícios simulados, gerados na hora

Cada clique cria um problema novo, com reação e números sorteados. Escolha o tipo, resolva no caderno, digite a resposta e confira. A resolução completa aparece se você pedir. Sua sequência de acertos fica guardada neste navegador.

Parte 14 · Teste você mesmo Casos e treino

Teste rápido, simulado e discursivas

Sem nota, sem cadastro. O teste rápido revisa os conceitos; o simulado traz 12 questões inéditas no estilo do ENEM, da FUVEST e da Unicamp, com 5 alternativas e resolução comentada; as discursivas têm autocorreção por critérios.

Material de aula

Slides e lista de exercícios

Os slides acompanham esta página: mol e massa molar, volume molar, fórmulas, balanceamento, os seis tipos de relação, limitante, pureza, rendimento, economia atômica, reações sucessivas e os estudos de caso, com todos os cálculos no roteiro dados → fórmula → substituição → resultado, além do simulado resolvido. A lista tem 44 questões em sete partes, do mol ao vestibular.