sexta-feira, 22 de maio de 2020

Reagente limitante e reagente em excesso - Exercícios resolvidos

Pessoal, para melhor compreenderem sobre o tema, leia a parte teórica "Reagente limitante e reagente em excesso - Explicação" que consta em nosso site antes de fazer os exercícios. Acredito que possa ser de grande ajuda. 



Vamos aos exercícios!


Questão 1. A reação de fotossíntese pode ser assim equacionada como:


CO2 +  H2O → C6H12O6 + O2 

Determine a massa de glicose obtida a partir de 13,2 g de CO2 e 10,0 g de água.


Dados: CO2 = 44 g/mol; H2O = 18 g/mol; C6H12O6 = 180 g/mol)


Questão 2Considere a reação química representada pela equação: 


2 Fe2S3 + 6 H2O + 3 O2 → 4 Fe(OH)3 + 6 S 

Calcule a quantidade (em mols) de Fe(OH)3 que pode ser produzida a partir de uma mistura que contenha 1 mol de Fe2S3, 2 mol de H2O e 3 mol de O2.



Questão 3O ferro metálico pode ser produzido a partir da reação do Fe2O3 com CO de acordo com a seguinte equação química não balanceada:



x Fe2O3(s) + y CO(g) → w Fe(s) + z CO2(g)

Considere a reação completa entre 1,60 g de Fe2O3 e 3,00 g de CO e assinale a alternativa correta: 

Dados: Fe2O3 =  160 g/mol; CO = 28 g/mol; Fe = 56 g/mol; CO2 = 44 g/mol.



a) O reagente limitante dessa reação é o monóxido de carbono.
b) A quantidade máxima de ferro metálico produzida será de aproximadamente 1,12 g.
c) Após a reação se completar, restará 0,58 g de monóxido de carbono no meio reacional.
d) A quantidade máxima de dióxido de carbono produzida será de aproximadamente 4,60 g.
e) Se o rendimento for de 80%, serão produzidos aproximadamente 2,50 g de ferro metálico.


Questão 4. Quando o composto inorgânico fluoropatita (Ca5(PO4)3F) é colocado na presença do ácido sulfúrico (H2SO4), ocorre uma reação química com a consequente formação de ácido fosfórico (H3PO4), sulfato de cálcio (CaSO4) e ácido fluorídrico (HF). Veja a equação química balanceada que representa o processo:



Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 → 3 H3PO4 + 5 CaSO4 + HF

Se uma massa de 18,5 g de fluoropatita reagir com 49 g de ácido sulfúrico, qual será a massa em gramas do reagente em excesso que sobrará na reação?

a) 17,98 g
b) 0,52 g
c) 17,48 g
d) 31,01 g
e) 17,58 g


Respostas:


Questão 1. 


1º passo:  Balancear a equação:


6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2


2º passo: Verificar se há reagente em excesso:


 6 * 44 g de CO2 -------- 6 * 18 g de H2

13,2 g de CO2 -------------        x 

x = 5,4 g de H2


Ou seja, 5,4 g de H2O reagem, dessa forma, 4,6 g de H2O estão em excesso; logo, CO2 é o reagente limitante.


3º passo: Cálculo da massa de glicose


6 * 44 g de CO2 ---------- 1 * 180 g de C6H12O

13,2 g de CO2 ---------- y 

y = 9 g de C6H12O6


Assim sendo, a massa de glicose obtida a partir de 13,2 g de CO2 e 10,0 g de água é 9 g



Questão 2. 


1º passo: Conferir se a equação está balanceada.


2 Fe2S3 + 6 H2O + 3 O2 → 4 Fe(OH)3 + 6 S 


O exercício forneceu uma equação já balanceada, então, podemos ir ao próximo passo.


2º passo: Verificar se há reagente em excesso


2 mols de Fe2S3 ---------   6 mols de H2

          x              ----------   2 mols de H2

x = 0,67 g de Fe2S3


6 mols de H2O ------------ 3 mols de O2

2 mols de H2O -----------      y

y = 1 mol de O2



  • Interpretação dos resultados:


0,67 g de Fe2S3 reage e 0,33 g de Fe2S3 está em excesso; 1 mol de O2 reage e 2 mol de Oestão em excesso; logo, H2O é o reagente limitante.


3º passo: Cálculo da quantidade, em mols, de Fe(OH)3 


6 mols de H2O ---------- 4 mols de Fe(OH)3 

2 mols de H2O ----------          y

y = 1,33 mols de Fe(OH)3 


Assim, a quantidade (em mols) de Fe(OH)3 que pode ser produzida a partir de uma mistura que contenha 1 mol de Fe2S3, 2 mol de H2O e 3 mol de O2 é 1,33 mol



Questão 3.


Resposta correta: Letra b


Para determinar a alternativa correta, devemos calcular o reagente em excesso, o reagente limitante, as massas dos dois tipos de reagentes e também a massa dos produtos. 


1º passo: Balancear a equação;


A equação química balanceada ficará da seguinte forma:


1 Fe2O3(s) + 3 CO(g) → 2 Fe(g) + 3 CO2(g)


2º passo: Verificar o reagente em excesso e o reagente limitante.


1 mol de Fe2O-------------- 3 mols de CO



160 g de Fe2O3 ------------------------------ 3 * 28 g de CO

1,60 g de Fe2O3 (enunciado) -------------- x

x = 0,84 g de CO



60 g de Fe2O3 --------------------------- 3 * 28 g de CO


               y            ---------------------- 3,0 g de CO



y = 5,714 g de Fe2O3



  • Interpretação dos resultados:



Se reagirmos 1,60 g de Fe2O3, necessitaríamos de 0,84 g de CO para que a reação ocorresse. Porém, no enunciado a quantidade adicionada de CO foi de 3,0 g, isto é mais do que o necessário para que houvesse a formação de produtos. Dessa forma, o reagente limitante é o Fe2O3 e o CO é o reagente em excesso. 



Sabendo-se quem é o reagente limitante, nossos próximos cálculos para determinação de produto, deverá ser feitos com estes valores limites.


Ou seja:


1 mol de Fe2O3 -------------- 2 mols de Fe


160 g de Fe2O3 ---------------- 2 * 56 g de Fe

1,60 g de Fe2O3 -----------------  x

x = 1,12 g de Fe 


Por conta disso, a alternativa b é a correta. 



Questão 4.


Resposta correta: Letra d.



1º passo: Verificar se a equação está balanceada.


Ca5(PO4)3F + 5 H2SO4 → 3 H3PO4 + 5 CaSO4 + HF


Está balanceada!



2º passo: Determinar as massas molares de todos os participantes da reação por meio das massas atômicas dos elementos.



Ca5(PO4)3F = 5 * 40 + 3* 31 + 12 * 16 + 1 * 19 = 504 g/mol

H2SO4 = 2*1 + 1 * 32 + 4 * 16 = 98 g/mol
H3PO4 = 3.1 + 1.31 + 4.16 = 98 g/mol
CaSO4 = 1.40 + 1.32 + 4.16 = 136 g/mol
HF = 1 + 19 = 20 g/mol

Dica: Veja as massas atômicas na tabela periódica.



3º passo: Determinar o reagente em excesso e o reagente limitante. 


1 mol de Ca5(PO4)3F ------------ 5 mols de H2SO4


Logo:


504 g de Ca5(PO4)3F ------------ 5 * 98 g de H2SO4

18,5 g de Ca5(PO4)3F ------------ x

x = 17,99 g de H2SO4


Ou seja, se reagirmos 18,5 g de Ca5(PO4)3Fprecisariamos de 17,99,78 g de 
H2SO4

Por fim:


49 g de H2SO(Adicionada) - 17,99 g (Reagido) = 31,01 g de H2SO4 




Espero que esses exercícios ajudem você!
Bons estudos.



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