Conhecer as fórmulas usadas na estequiometria é essencial para identificar as quantidades das substâncias envolvidas numa reação. No artigo a seguir, iremos apresentar os conceitos de fórmula molecular, percentual e mínima.

Fórmulas da estequiometria

Recebe o nome de estequiometria, o cálculo das quantidades de substâncias envolvidas numa reação química. Esse termo deriva do grego stoicheia (partes mais simples) e metreim (medida). 

Os cálculos estequiométricos podem ser feitos a partir do conhecimento das proporções existentes entre os elementos que compõem as diferentes substâncias. As proporções podem ser identificadas a partir do uso de fórmulas das substâncias como a fórmula molecular e a empírica.

O que é fórmula percentual?

A fórmula percentual tem como função indicar a porcentagem, em massa, de cada elemento que faz parte da substância. Podemos determinar a fórmula percentual a partir da fórmula molecular da substância aplicando conceitos de massa molecular e massa atômica. 

Confira o exemplo abaixo: 

Sabemos que a fórmula molecular do metano é CH4 e que a massa atômica do carbono é 12 e a do hidrogênio é 1. Dessa forma temos: 

C = 1.12 = 12

H = 4.1 = 4

Então a massa molecular do CH4 é 16. 

Com essa informação poderemos então descobrir o percentual de cada elemento. Basta para isso: 

Carbono:                                                         Hidrogênio: 

16 —————————– 100%                     16 —————————– 100%

12  —————————-  x %                         4 —————————-  x %

X = 75% de Carbono                                              X = 25% de Hidrogênio

Logo temos: C75% H25%

O que é fórmula mínima ou empírica? 

A fórmula mínima ou empírica nos indica a menor proporção, considerando números inteiros de mol, dos átomos dos elementos formadores da substância. A determinação da fórmula mínima pode ser feita da seguinte forma: 

• Cálculo do número de mol de átomos de cada elemento; 
• Divisão dos resultados pelo menor valor encontrado. 

Confira abaixo um exemplo:

Uma amostra possui 2,4 g de carbono e 0,6 g de hidrogênio. As massas atômicas são C = 12 e H = 1. Para chegar à fórmula mínima do composto, precisamos inicialmente calcular o número de mol (n) de átomos de cada elemento. 

n =  m/M

Carbono: 2,4 g / 12 g/mol = 0,2 mol

Hidrogênio: 0,6 g/ 1 g/mol = 0,6 mol

Na sequência, devemos determinar as menores proporções possíveis, devemos considerar números inteiros. Confira abaixo: 

Relação entre o número de mol:

0,2 mol / 02 = 1

0,6 mol / 0,2 = 3

Então, a fórmula mínima é: CH3

O que é fórmula molecular?

A fórmula molecular é aquela que indica o número real de átomos de cada elemento na molécula. Há casos em que a fórmula molecular é igual à fórmula mínima, mas em outros é um múltiplo inteiro da fórmula mínima. Confira abaixo: 

Fórmula molecular = (Fórmula mínima)n

n – é um número inteiro. 

Confira exemplos na tabela a seguir: 

Como determinar a fórmula molecular?

Há diferentes formas de determinar a fórmula molecular, confira duas delas:

A partir da porcentagem em massa

Podemos usar a porcentagem em massa para calcular a fórmula mínima, confira: 

100 g de Vitamina C (massa molecular = 176):

C = 40,9% em massa = 40,9 g

H = 4,55 % em massa = 4,55 g

O = 54,6 % = 54,6 g

Na sequência, vamos encontrar o número de mol de cada átomo: 

C = 40,9 g / 12 g mol -1 = 3,41 mols

H = 4,55 g mol -1 / 1 g mol -1  = 4,55 mols

O = 54,6 g/ 16 g mol -1  = 3,41 mols

Já sabemos qual é o número de mols, em seguida iremos achar a relação entre o número de mols para que então possamos chegar à fórmula mínima. Confira: 

C = 3,41 mols /3,41 = 1 mol

H = 4,55 mols / 3,41 = 1,33 mol

O = 3,41 mol / 3,41 = 1 mol

Encontramos valores não inteiros, então eles devem ser multiplicados por um mesmo número que possibilite chegar a menor proporção de números inteiros. O número adequado, nesse caso, é 3. 

Logo: 

C =  1 mol x 3 = 3 mol

H = 1,33 mol x 3 = 4 mol

O =  1 mol x 3 = 3 mol

Logo, a fórmula mínima é C3H4O3

Assim, podemos concluir que a relação entre a fórmula mínima e a molecular é:

Fórmula mínima                 Fórmula molecular

C3H4O3 ————————–   (C3H4O3)n

MM= 88 ————————  MM = 176

Então: 

88 n = 176

n =  2 → (C3H4O3)n → Fórmula molecular:  C6H8O6

A partir da relação das porcentagens em massa com a massa molecular do composto

Para isso usaremos o mesmo exemplo da Vitamina C. Confira: 

C = 40,9 %

H = 4,55 %     → MM = 176

O = 54,6 %

Considere como fórmula molecular: CxHyOz

Nesse ponto, vamos relacionar as porcentagens em massa com as massas atômicas e a massa molecular: 

Cx             +          Hy         +                Oz

12 x           +         1 y         +               16 z       =     176

↓                              ↓                               ↓                  ↓

40,9 %                 4,55 %                     54,6 %    =    100%

 Cx   → 176 ———100%         Hy → 176 ———100%           Oz → 176 ———100%

12 x ——- 40,9%                      1 y ——— 4,55 %                   16z ——–54,6 %

x = 6                                           y = 8                                           z = 6

A fórmula molecular é C6H8O6

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