Estequiometria - Saiba o que Bolo de Chocolate tem a ver com Estequiometria
Danilo 16 de maio de 2016 Comente! Química, Química Geral
Não Acredito que você nunca preparou um bolo de aniversário!!!
Calma….Você está no meu time! Eu também nunca preparei. 😆
Mas, independente de termos ou não dotes culinários, uma coisa nós sabemos:
para se fazer o bolo de aniversário, é necessário respeitar uma proporção dos ingredientes. Não é mesmo?
Veja essa história…
Imagine, que um certo dia, afim de comemorar seu aniversário, você decide convidar 3 amigos para passarem um fim de semana na sua casa de praia.
Vocês querem comemorar o seu aniversário que fora semana passada, mas que você não conseguiu comemorar junto com eles.
Você está super feliz com a ideia e já imagina a quantidade de farra que vocês vão fazer juntos. 😀
Só que no dia da viagem você recebe uma triste notícia…
Dois amigos seus não poderão ir.
Triste, mas ainda empolgado por poder comemorar com um outro grande amigo, vocês decidem que viajarão juntos, mesmo assim.
Chegando no local, você já planejando no bolo do aniversário, você passa na padaria e compra os ingredientes para o grande dia.
Passam o dia na curtição, enquanto seus pais preparam o bolo do seu aniversário.
Seus pais fazem questão de utilizar uma receita de família, passada pelos seus avós.
Ele vai utilizar 4 ovos, 2 colheres de Manteiga e 3 xícaras de farinha de trigo para fazer o bolo para você e seu melhor amigo. Seus pais não comem bolo de chocolate; estão de dieta.
No fim da tarde, você chega em casa, depois do dia de praia, sol e azaração e percebe que há uma mensagem, em seu celular, dos seus 2 amigos.
"Mudanças de Planos, estamos na estrada! Chegaremos em 2 horas!"
Você fica vibrante e não vê a hora deles chegarem. Pelo tempo da última mensagem, você percebe que eles estão chegando em 30 minutos.
Na mesma hora seus pais gritam lá da cozinha:
" Bolo Pronto!! Agora é a hora de vocês reporem a energia!"
Você na hora, pensa:
" Caramba, e agora!? O pessoal chegará em 30 minutos e o bolo foi feito na medida pra apenas duas pessoas. A quantidade não vai dar!!!
Desafio #1: Qual a quantidade de ingredientes com que o bolo deveria ter sido feito para garantir quantidade suficiente para você e seus 3 amigos?
Se souber, responda lá embaixo nos comentários!!
1 ESTEQUIOMETRIA E BOLO DE CHOCOLATE - IRMÃOS GÊMEOS SEPARADOS NA MATERNIDADE
2 ESTEQUIOMETRIA E REGRA DE TRÊS SIMPLES
2.1 ESTEQUIOMETRIA - APLICAÇÃO DA REGRA DE TRÊS SIMPLES
3 ESTEQUIOMETRA - REAGENTE EM EXCESSO
4 ESTEQUIOMETRIA - REAGENTE LIMITANTE
5 RECAPITULANDO - ESTEQUIOMETRIA
ESTEQUIOMETRIA E BOLO DE CHOCOLATE - IRMÃOS GÊMEOS SEPARADOS NA MATERNIDADE
Na química é a mesma coisa.
Assim como na fabricação de um bolo, a reação química também acontece em proporção definida.
4 ovos, 2 colheres de manteiga e 3 xícaras de farinha de trigo resultam em 1 único bolo.
Se você quiser produzir 2 bolos vai precisar:
8 ovos, 4 colheres de manteiga e 6 colheres de farinha de trigo. Ou seja, o dobro de cada ingrediente.
Se você quiser produzir 3 bolos vai precisar:
12 ovos, 6 colheres de manteiga e 9 colheres de farinha de trigo. Ou seja, o triplo de cada ingrediente.
Caso contrário, os bolos não vão sair iguais, com o mesmo gosto.
Fazendo uma analogia, você pode escrever a fabricação do bolo como se fosse uma reação química.
Vamos chamar Ovos de 'O', colher de Manteiga de 'M', xícara de trigo de 'T', e bolo de 'B'. A "Reação" seria.
4O + 2M + 3T -----1B
Essa reação significa que você junta 4 ovos, com 2 colheres de manteiga e 3 xícaras de trigo para produzir 1 bolo.
Os números na frente das letras são os chamados COEFICIENTES ESTEQUIOMÉTRICOS.
Eles indicam a proporção entre os ingredientes.
Se você for produzir 5 Bolos você precisará de quantos ovos?
Basta multiplicar todos os coeficientes estequiométricos por 5.
Você quiser fazer metade do bolo, quanto de cada ingrediente você precisará?
Basta que divida cada ingrediente por dois. Ou seja, você deve dividir os coeficientes estequiométricos por 2.
4O + 2M + 3T -----1B (divide por 2)
2O + 1M + (3/2)T------(½)B
teremos que pegar 2 ovos, 1 colher de manteiga e 1 xícara e meia de Trigo para obtermos metade do bolo.
Que bom! Mas para te ajudar ainda mais vou facilitar teu aprendizado! 🙂
Acompanhe o próximo tópico deste artigo.
ESTEQUIOMETRIA E REGRA DE TRÊS SIMPLES
É possível calcular qualquer quantidade de ingredientes necessários fazendo uma operação simples de regra de três. Veja como:
Você já viu que a nossa equação da produção de bolo ( "equação química") é :
E que 4 ovos são necessários se juntar com 2 colheres de manteiga e 3 xícaras de trigo para formar um bolo.
Mas se você tiver na sua casa apenas 4 xícaras de trigo e quiser usar ele por completo para fazer o bolo, quanto de bolo você conseguirá fazer? Quanto de ovos e manteiga você precisará?
Basta você fazer os cálculos com regras de três.
Siga este artigo que vou te mostrar neste próximo tópico!
ESTEQUIOMETRIA - APLICAÇÃO DA REGRA DE TRÊS SIMPLES
Para aplicar a regra de três simples, você basta seguir os seguintes passos:
PASSO 1 - SEMPRE colocar na primeira linha, a equação de produção de bolo ( equação química) com os coeficientes estequiométricos.
lembrando que esta equação representa a proporção usada entre os ingredientes para se obter 1 bolo. Ela indica que são necessários combinar 4 ovos, 2 colheres de manteiga e 3 xícaras de trigo para obter 1 bolo.
PASSO 2: Na segunda linha você coloca os dados que você tem no enunciado, e os demais você coloca incógnitas x, y, z, w, etc.
No caso, sabemos que temos disponíveis 4 xícaras de trigo.
xO yM 4T------wB
PASSO 3: Selecionar os pares, de forma a ficar com apenas uma incógnita:
3T -----1B
4T------wB
PASSO 4: Fazer o cruzamento de multiplicação e calcular
3.w = 4.1
w= 4/3
Obtivemos 4/3 de bolo.
E aqui cabe uma revisão de matemática para melhor entender o resultado.
Em matemática, 4/3 de bolo é o mesmo que 3/3 + ⅓, o que significa que é 1 bolo inteiro mais ⅓ de bolo. Ou seja, o fato de você usar as 4 xícaras de trigo permite que você produza ⅓ a mais de bolo.
Vamos calcular agora a quantidade de ovos necessárias. Para isso, precisaremos retornar ao passo 3.
4O -----3T
xO------4T
Veja que sempre vamos utilizar a equação da produção de bolo ( equação química) na primeira linha como referência.
4.4 = x.3
Obtemos que a quantidade de ovos necessária será 16/3. Que em matemática é o mesmo que 15/3 + ⅓. Como 15/3 é 5, temos então que serão necessários 5 ovos inteiros e mais ⅓ de ovo, para conseguirmos usar as 4 xícaras de trigo e produzir 4/3 de bolo. de bolo.
Para calcular a quantidade de manteiga basta repetirmos os mesmos passos.
PASSO 3:Selecionar os pares, de forma a ficar com apenas uma incóginta:
2M -----3T
yO------4T
4.2 = y.3
Obtemos que a quantidade de manteiga necessária será de 8/3. Em matemática, 8/3 é o mesmo que 6/3 + 2/3. Como 6/3 é 2, temos então que serão necessárias 2 colheres de manteiga e mais ⅔ da colher de manteiga, para se juntar com 16/3 de ovos e 4 xícaras de trigo para obter 4/3 de bolo.
ESTEQUIOMETRA - REAGENTE EM EXCESSO
E se...você tiver em casa 5 ovos, 2 colheres de manteiga e 3 xícaras de trigo ?
Você conseguiria produzir 1 bolo?
Sim, mas teria um excesso de ovo!
O Ovo seria o que chamamos de Reagente em Excesso.
Acompanhe o artigo para entender melhor.
Reagente em excesso é aquele "ingrediente" do bolo que você tem em quantidade maior do que o definido na estequiometria, ou seja, maior que o necessário para produzir.
Você viu acima que para fazer 1 bolo foram necessários 4 ovos, 2 colheres de manteiga e 3 xícaras de trigo, segundo a equação: 4O + 2M + 3 T ------1B
Mas, se você tiver em casa 5 ovos, 2 colheres de manteiga e 3 xícaras de trigo, você vai consumir para fazer 1 bolo apenas 4 ovos, as 2 colheres de manteiga e as 3 xícaras de trigo, sobrando 1 Ovo que não foi necessário para fazer o bolo.
Ou seja, a quantidade de ovo que você tem em casa estava em excesso, pois apenas 4 ovos seriam suficientes para fazer aquele bolo.
Nesta equação de produção do bolo, o OVO é exatamente o ingrediente (reagente) em excesso, pois ele estava em quantidade superior àquela necessária para produção de bolo.
Portanto, caro aluno, reagente em excesso é aquele que está em quantidade superior a necessária para produzir o produto.
Mais a frente vamos aplicar este conceito em uma questão de química. Acompanhe até o final.
Por outro lado, o que aconteceria se você tivesse disponível apenas 1 colher de manteiga?
Você conseguiria produzir a mesma quantidade e qualidade do bolo, como essa quantidade inferior de manteiga ( metade da manteiga)?
Não. Você produziria menos. O bolo sairia na metade do tamanho, pois você teria que usar metade de todos os outros ingredientes.
A manteiga estaria limitando a reação, forçando que você reduzisse todos os outros ingredientes proporcionalmente à metade para que pudesse produzir o bolo do mesmo gosto e qualidade. Logicamente, você produziria um bolo com metade do tamanho planejado.
A partir da equação de produção de bolo ( 4O + 2M + 3T-----1B), pode-se inferir que como você só tem disponível 1 colher de manteiga ( metade do necessário mostrado na equação), você só poderá consumir metade dos demais ingredientes, ou seja, 2 ovos e 1,5 xícaras de Trigo.
Sobrando outros 2 ovos e outra 1,5 xícara de trigo sem serem consumidos,e produzindo apenas metade do Bolo.
Desta forma, a manteiga se comportou como uma ingrediente limitante ( reagente limitante).
Portanto enquanto reagente em excesso é aquele em quantidade superior a necessária para acontecer a reação, o reagente limitante é aquele com quantidade inferior a necessária, o que limita a reação e só permite produzir parte do produto planejado.
Enquanto, com regente em excesso, todos os ingredientes são completamente consumidos, sobrando apenas aquela quantidade do reagente em excesso, com reagente limitante, só ele é completamente consumido, os demais reagentes sobram uma parte sem reagir.
Entendeu o assunto?
RECAPITULANDO - ESTEQUIOMETRIA
Neste artigo você aprendeu de forma lúdica o que é estequiometria em química. Através de uma analogia com a fabricação de bolo, você foi capaz de aprender que a Estequiometria em química indica a proporção em que os reagente de uma reação química se combinam para produzir determinados produtos.
Essa proporção de reação ela é definida através dos coeficientes estequiométricos ( números inteiros na frente dos compostos) presentes em toda equação química. Você sempre deve tomar como base essa proporção para fazer qualquer questão de estequiometria.
Agora que você aprendeu sobre estequiometria, eu queria que você deixasse nos comentários abaixo o que você achou deste artigo. Ele o ajudou? De que forma? Há algo a mais que você queira saber?
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