Estequeometria

12-02-2011 18:03

Estequiometria

 

Júlio Cesar de Carvalho*
Especial para a Página 3 Pedagogia & Comunicação

Objetivos

1) Compreender o que é estequiometria e qual a estratégia básica para a resolução de problemas: ter uma receita correta.

2) Mostrar aos alunos que os cálculos estequiométricos não são diferentes de cálculos com receitas - culinárias ou industriais.

Ponto de partida

Os alunos devem estar familiarizados com unidades (quantidade de matéria, volume), densidade e balanceamento de equações.

Estratégias

1) Você pode trabalhar com os alunos o texto cálculo estequiométrico.

2) Discuta com os alunos uma receita bem conhecida, a do pudim de leite. Os ingredientes comuns são leite, leite condensado e ovos, mas as proporções variam um pouco. Se os alunos conhecerem receitas, pode-se deixá-los sugerir proporções. Se a turma não chegar a um consenso, uma receita quase infalível é:

 

1 lata de leite condensado
+
1 “lata” de leite
+
3 ovos
=
1 pudim
395g
+
300g
+
195g
=
890g

3) O que mais pode ser discutido: as unidades "lata" e grama, a massa de um ovo (ovos tipo A pesam perto de 62 a 72g), e a necessidade de manter as proporções: o que acontece se muito pouco leite condensado for usado? E se usarmos muito ovo? Ao "dobrar" a receita, dobram as proporções? (não). 

4) Peça aos alunos que façam alguns cálculos: 

a) quantos pudins podem ser feitos a partir de 5 dúzias de ovos? 
b) Quantos litros de leite são usados por mês, para fazer pudins, por uma confeitaria que vende três pudins por dia? 
c) Quantos ovos são necessários para fazer pudins a partir de 20 latas de leite condensado? 

Esses cálculos são precisamente o que se faz em estequiometria, só que sem as moléculas e unidades da química. São importantes para dar confiança ao aluno e para lembrar como fazer cálculos como "regra de três". Hora de voltar a um exemplo químico: 

5) Use uma reação simples e conhecida (por exemplo, a "queima" de glicose no organismo) para mostrar que a idéia na química é a mesma da culinária, mas que, na química, as proporções da reação são em átomos (ou moléculas), ou mols de átomos (ou moléculas), e que para cada mol de uma espécie química há uma massa definida. Ou seja, temos uma "receita" a partir da qual os problemas podem ser resolvidos: 

 

1 C6H12O6
+
6 O2
+
6 CO2
+
6 H2O
1 mol
-
6 mols
-
6 mols
-
6 mols
180 g
-
192 g
-
264 g
-
108 g
-
-
134,4 L
-
134,4 L
-
-

6) A partir das proporções dadas nessa "receita" química podem-se realizar exercícios de fixação, e mais tarde introduzir conceitos como rendimento e pureza.

Sugestões e dicas

  • O maior objetivo desta aula é desmistificar o "cálculo estequiométrico" ou "estequiometria". Esse termo que às vezes assusta os alunos foi cunhado pelo químico alemão Benjamin Richter, que usou o grego stoikheîon (elemento, princípio) para cunhar o termo que, em uma tradução livre, seria o cálculo envolvendo "medidas" ou "quantidades" de substâncias. Pode-se comentar que a forma de preparar produtos na indústria (fármacos, sabões, cosméticos, alimentos, tintas, etc.) é a mesma, isto é, respeitando uma "receita" com as proporções definidas. 

     

  • A idéia de trabalhar com uma receita conhecida (e é difícil achar quem não goste) também é facilitar. Pode ser dado como tarefa de casa preparar um pudim (com o acompanhamento de um adulto, especialmente se alguém for tentar fazer a calda de caramelo). 

     

  • A partir dessa aula, pode-se distribuir mais algumas tarefas de pesquisa, como determinar o que é caramelo, qual a temperatura da calda (é bem mais que 100°C), qual a energia liberada na "queima" de 1g de açúcar, etc.
  •  

    *Júlio C. de Carvalho é engenheiro químico e professor do curso de Engenharia de Bioprocessos e Biotecnologia da UFPR.