ESTEQUIOMETRIA COM REACÇÕES SUCESSIVAS OU CONSECUTIVAS

Algumas reacções químicas ocorrem em mais de uma etapa por isso são designadas de reacções consecutivas ou sucessivas. Os cálculos estequiométricos que envolvem este tipo de reacções requerem uma atenção especial já que envolvem mais de uma reacção química.

Realizar cálculos estequiométricos que envolvem este tipo de reacções pode ser trabalhoso uma vez que as equações químicas têm substâncias em comum o que significa que é necessário calcular a quantidade de uma substância na primeira reacção, usar essa quantidade (calculada na etapa anterior) para determinar a quantidade da outra substância na etapa seguinte e assim sucessivamente até chegar-se a quantidade da substância desejada e isso depende do número de etapas da reacção.

No entanto, uma maneira bem simples de efectuar cálculos estequiométricos envolvendo reacções consecutivas é escrevendo a equação global a partir das reacções intermediárias. Para obter a equação global torna-se necessário simplificar (cortar) determinadas fórmulas de substâncias que aparecem nos dois lados da equação.

Em alguns casos essa simplificação só será possível depois de multiplicar ou dividir as equações das reacções por números convenientes e por fim deve-se somar todas as equações de modo a se obter efectivamente a equação global.

 

EXEMPLO

Garimpeiros inexperientes, quando encontram pirita, pensam estar diante de ouro, por isso a pirita é chamada “ouro dos tolos”. Entretanto, a pirita não é um mineral sem aplicação. O H₂SO₄, ácido muito utilizado nos laboratórios de química, pode ser obtido a partir da pirita por meio do processo:

Qual é a opção que indica a massa de H₂SO₄ obtida a partir de 60 kg de pirita, por meio do processo equacionado acima ?

A. 9,8 kg                 

B. 12,4 kg                   

C. 49,0 kg                   

D. 60,0 kg                 

E. 98,0 kg

RESOLUÇÃO 1

Vamos escrever as equações das reacções

 

Este exercício envolve reacções consecutivas, perceba que para obter o ácido sulfúrico (H₂SO₄) reage-se o SO₃ com água tal como mostra a equação da terceira etapa. Porém o SO₃ ó obtido na 2^a etapa a partir da reacção de SO₂ com o O₂ e ainda assim o SO₂ é obtido na primeira etapa a partir da pirita (FeS₂).

Assim, para pudermos calcular a massa de H₂SO₄ obtido a partir da pirita (FeS₂) é necessário primeiro calcular a quantidade de SO₂ produzido na 1^a etapa, usar essa quantidade obtida para calcular a quantidade de SO₃ formado na 2^a etapa e por fim usar a quantidade de SO₃ obtida na 2^a etapa para determinar a quantidade de ácido sulfúrico (H₂SO₄):

Primeira etapa

4 FeS₂   +   11 O₂       →    2 Fe₂O₃   +    8 SO₂

4 mol         11 mol            2 mol            8 mol

4 · 120 g ______________________  8 · 64 g

60 kg      _______________________  x

4 · 120 g · x = 60 kg · 8 · 64 g

x = 60 kg · 8 · 64 g

           4 · 120 g

x = 64 kg SO₂

Segunda etapa

2SO₂     +    O₂      →      2SO₃

2 mol          1 mol           2 mol

2 · 64 g _____________ 2 · 80 g

64 kg    _____________ y      

2 · 64 g · y = 64 kg · 2 · 80 g

y = 64 kg · 2 · 80 g

             2 · 64 g

y = 80 kg SO₃

Terceira etapa

SO₃       +     H₂O     →     H₂SO₄

1 mol           1 mol          1 mol

80 g _______________ 98 g

80 kg ______________ z

80 g · z = 80 kg · 98 g

z = 80 kg · 98 g

            80 g

z = 98 kg H₂SO₄

RESOLUÇÃO 2

O mesmo exercício pode ser resolvido de forma simples. O modo mais simples de resolver este exercício é obtendo a equação global a partir das equações intermediárias.

Neste caso multiplicaremos a segunda equação (2^a etapa)  por 4 e a terceira equação (3^a etapa) por 8 de modo a pudermos efectuar simplificações e somaremos todas as equação para obtermos a equação global:

Deste modo as equações ficam:

Tendo a equação global pode-se efectuar o cálculo estequiométrico com muita facilidade:

4FeS₂    +   15 O₂       +    8H₂O        →        2 Fe₂O₃    +    8 H₂SO₄

4 mol         15 mol             8 mol                    2 mol             8 mol

4 · 120 g  __________________________________  8 · 98 g

60 kg      ___________________________________ y

4 · 120 g · y = 60 kg · 8 · 98 g

y = 60 kg · 8 · 98 g

          4 · 120 g

y = 98 kg H₂SO₄

 

Alternativa: E.

 

Por: Miguel Pascoal

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