Caso 6: Quando os reagentes são misturas 

      O que isso quer dizer?

      Bem, diariamente lidamos com misturas, o pão é um ótimo exemplo. Mas por quê ?

Por que com o pão ocorrem varias "misturas", para a preparação do pão são necessários o trigo, ovo, fermento e etc.

      Na química também é muito comum aparecerem misturas agindo como "reagentes" das reações químicas. Tomado como exemplo:

• Ligas metálicas são misturas de metais; 
• A gasolina, que queima nos motores dos automóveis, é uma mistura de hidrocarbonetos (preponderadamente C7H16  e C8H18).

E qual a dificuldade nesse tipo de problema?

       As misturas não são obrigadas obedecer a uma proporção constante; mas, toda equação deve obedecer a uma proporção constante, de acordo com a Lei de Proust.

       Desse modo temos tipos de calculo, que serão dados a seguir:

1-Quando a composição da mistura reagente é dada

   Consideremos que uma mistura composta por 5 mols de flúor e 10 mols de cloro reage completamente com o hidrogênio. Qual é a massa total dos produtos formados? (Massas atômicas: H=1; F=19; Cl=35,5)

Resolução:

     Vamos considerar separadamente as reações do flúor e do cloro e efetuar dois cálculos estequiométricos separados.

• Para o flúor: 

                                   H2      +   F2   à  2HF

                                  1 mol _______2 . 20 g
                                  5 mol _______    x  

               x= 200 g de HF

• Para o cloro:

                     H2     +   Cl2    ---------> 2HCl

                                 1 mol   ______ 2 . 36,5 g

                                10 mol  ______     y

               y= 730 g de HCl

    A massa total dos produtos formados será, portanto:

                   mtotal = 200 g de HF + 730 g de HCl  => mtotal = 930 g

    Note que não podemos somar as duas equações vistas acima, pois a soma: 

                   2 H2  +  1 F2  + 1 Cl2   ------> 2 HF + 2 HCl

apresenta a proporção de 1 mol de F para 1 mol de Cl, enquanto o enunciado do problema fala em 5 mols de F2 e 10 mols de Cl.

    Sendo assim, em problemas com misturas de reagentes, o ideal é resolver as equações químicas separadas, efetuando o calculo estequiométrico também separadamente.

2 - Quando a composição da mistura reagente não é conhecida - pelo contrário, constitui a pergunta do problema.

      Uma massa de 24 g de uma mistura de H e CO queima completamente, produzindo 112 g de produtos finais. Pede-se calcular as massas de H2 e de CO existentes na mistura inicial (massas atômicas: H=1; C=12; O=16) .

      As reações mencionadas no problema são:

                     2 H2 + O2 à 2 H2O
                    2CO + O2 à 2 CO2

       Neste caso também não podemos somar as equações por que não conhecemos a proporção em que H2 e o CO estão misturados. Assim sendo, o caminho é trabalhar com cada equação química separadamente, como foi feito no 1° exemplo. Inicialmente vamos adotar o seguinte raciocínio:

·         Uma vez que a massa total da mistura de H2 e CO foi dada (24 g), se chamarmos de x a massa de H2, a massa de CO será igual a (24 - x) gramas;

·         Analogamente, a massa total da mistura final de H2O e CO também foram dadas (112 - y) gramas.

      Vamos agora retomar as equações químicas separadamente e efetuar os cálculos estequiométricos correspondentes:

•   Para o H2, temos:

                   2 H2   +  O2   à 2 CO2

                  2 . 2 g ________ 2. 18 g

                      x     ________  y
y = 9x

•  Para o CO, temos:

                  2 CO  +  O2 à  2 CO2

                 2 . 28 g _____ 2 . 44 g

               (24 - x) g ____ (112 – y) g

44x – 28y= -2,080

Temos, portanto, um sistema algébrico de duas incógnitas que, resolvido, fornecerá:

                     x = 10 g de H2         e           y = 14 g de CO



Fonte: Ricado Feltre 6ª edição. São Paulo, 2004