exercicio reagente limitante

CASD Vestibulares Qumica Estequiometria 1

Qumica Frente I Vitor Terra

Lista 4 Estequiometria Reagente Limitante

RESUMO Quando dois reagentes so misturados numa proporo diferente da estequiomtrica (definida pela equao qumica), eles no podem ser ambos consumidos totalmente. Isso ocorre porque eles devem sempre reagir

na proporo estequiomtrica (pela lei de Proust).

Nesse caso, o reagente que totalmente consumido chamado reagente limitante. Assim que ele consumido, no se forma mais produto, ou seja, a reao termina.

Os demais reagentes so chamados reagentes em excesso. Aps o trmino da reao, sobra uma certa

quantidade dos reagentes em excesso: a quantidade inicial menos a quantidade que reagiu.

Como descobrir qual o reagente limitante: imagine a reao hipottica a seguir: A + B produtos, onde A e B so os reagentes. Se a questo fornece quantidades de A e B usadas na reao, como descobrir qual deles totalmente consumido?

- escolher um dos reagentes (A, por exemplo) e supor que ele o limitante;

- calcular, usando regra de trs, a quantidade de B necessria para consumir completamente o reagente A;

- se essa quantidade encontrada de B for suficiente (menor do que a quantidade de B dada no enunciado), ento o reagente A o limitante. Caso contrrio, a suposio inicial estava errada e o outro

reagente (B) o limitante. Veja a resoluo do exerccio de reviso para ficar

mais claro. Assim que for encontrado qual o reagente

limitante, os clculos estequiomtricos devem ser feitos usando apenas a quantidade do limitante, pois ele que

totalmente consumido. Alm disso, problemas de reagente limitante so

mais fceis de se resolver com as quantidades em mol, em vez de massa ou volume gasoso. Na dvida, passe as quantidades para mol e trabalhe com elas.

EXERCCIO DE REVISO

O exerccio de reviso est resolvido no final da lista.

Reaes qumicas de neutralizao, tambm chamadas de reaes cido-base, esto entre as mais importantes de toda a qumica. Um exemplo de cido o cido sulfrico (H2SO4) e um exemplo de base o hidrxido de sdio (NaOH). A reao de neutralizao entre os dois dada pela equao no balanceada a

seguir:

H2SO4 + NaOH Na2SO4 + H2O

Em um laboratrio de qumica, uma estudante misturou 3 mol de H2SO4 com 5 mol de NaOH. Responda os itens a seguir, dadas as massas molares em g/mol: H = 1, O = 16, Na = 23, S = 32. a) Escreva a equao balanceada da reao entre o cido sulfrico e o hidrxido de sdio.

b) Os reagentes esto em proporo estequiomtrica? Explique.

c) Se houver, qual o reagente limitante?

d) Se houver, qual o reagente em excesso?

e) Qual a quantidade consumida (em mol) de H2SO4?

f) Qual a massa produzida (em g) de Na2SO4?

g) Se houver, qual a massa (em g) em excesso do reagente que sobrou?


EXERCCIOS PROPOSTOS

Tarefa mnima: 1, 3, 6, 10, 12, 14, 15 Os exerccios propostos possuem dicas no final da lista. Quando necessrio, consulte uma tabela peridica para valores de massa atmica.

1. (Fatec) Amnia matria-prima fundamental na fabricao de produtos importantes, como fertilizantes, explosivos, antibiticos e muitos outros. Na indstria, em condies apropriadas, a sntese da amnia se realiza a partir de nitrognio e hidrognio gasosos, como mostra a

equao:

N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)

Considerando que o nitrognio e hidrognio foram

colocados para reagir em quantidades tais como na figura, onde 1 representa H2 e 2 representa N2 e supondo o rendimento de 100%, pode-se afirmar que:

a) nitrognio e hidrognio esto em propores estequiomtricas. b) hidrognio foi colocado em excesso. c) nitrognio o reagente limitante.

d) hidrognio o reagente limitante. e) ambos os reagentes esto em excesso. 2. (UFRN) Baseando-se na equao

2 NO2 (g) + O3 (g) N2O5 (g) + O2 (g)

e nos diagramas a seguir, que representam a mistura reagente e tambm duas situaes alternativas para os produtos de reao [diagramas (I) e (II)],

pode-se afirmar que o produto da reao para a mistura reagente acima corretamente representado por a) II, em que NO2 o reagente limitante. b) I, em que NO2 o reagente limitante. c) II, em que O3 o reagente limitante. d) I, em que O3 o reagente limitante. 3. (Cesgranrio-RJ) O H2S reage com o SO2 segundo a reao: 2 H2S + SO2 3 S + 2 H2O. Qual o nmero mximo de mols de enxofre (S) que pode ser formado

quando se faz reagir 5 mol de H2S com 2 mol de SO2?

a) 3 b) 4 c) 6 d) 7,5 e) 15

4. (Unesp) Considere a reao em fase gasosa:

N2 (g) + 3 H2 (g) 2 NH3 (g)

Fazendo-se reagir 4 L de N2 com 9 L de H2 em condies de presso e temperatura constantes, pode-se afirmar

que:

a) os reagentes esto em quantidades estequiomtricas. b) o N2 est em excesso.

c) aps o trmino da reao, os reagentes sero totalmente convertidos em amnia. d) a reao se processa com aumento do volume total. e) aps o trmino da reao, sero formados 8 L de NH3. 5. (UFF-RJ) Amnia gasosa pode ser preparada pela

seguinte reao balanceada:

CaO (s) + 2 NH4C (s) 2 NH3 (g) + H2O (g) + CaC2 (s).

Se 224 g de cloreto de amnio forem misturados com 112 g de xido de clcio, ento a massa mxima, em gramas,

de amnia produzida ser de: Dado: massas molares CaO = 56 g/mol, NH4C = 53,5 g/mol, NH3 = 17 g/mol a) 68,0 b) 34,0

c) 71,0 d) 36,0 e) 32,0 6. (Unesp) Na indstria, a amnia obtida pelo processo denominado Haber-Bosch, pela reao entre o nitrognio

e o hidrognio na presena de um catalisador apropriado, conforme mostra a reao no-balanceada:

N2 (g) + H2 (g) NH3 (g)

Com base nessas informaes, considerando um rendimento de 100% e sabendo que as massas molares desses compostos so: N2 = 28 g/mol, H2 = 2 g/mol, NH3 = 17 g/mol, calcule: a) a massa de amnia produzida reagindo-se 7 g de nitrognio com 3 g de hidrognio;

b) nas condies descritas no item a, existe reagente em excesso? Se existir, qual a massa em excesso desse reagente?


7. (PUC-RJ) A cisplatina, de frmula Pt(NH3)2C2, um composto utilizado no tratamento de determinados tipos

de cncer. A sua obteno passa pela reao, no balanceada, representada a seguir.

(NH4)2PtC4 (s) + NH3 (aq) NH4C (aq) + Pt(NH3)2C2 (s)

Fazendo reagir 1,5 mol de (NH4)2PtC4 com 0,5 mol de NH3, correto afirmar que a quantidade mxima de cisplatina obtida ser igual a:

a) 75 g. b) 90 g.

c) 108 g. d) 130 g. e) 155 g. 8. (UFG-GO) As prolas contm, majoritariamente, entre diversas outras substncias, carbonato de clcio (CaCO3).

Para obteno de uma prola artificial composta exclusivamente de CaCO3, um analista, inicialmente, misturou 22 g de CO2 e 40 g de CaO. Nesse sentido, conclui-se que o reagente limitante e a massa em excesso presente nessa reao so, respectivamente,

a) CO2 e 22 g b) CaO e 10 g c) CO2 e 12 g d) CaO e 20 g e) CO2 e 8 g 9. (UFRGS) Observe a reao abaixo que ilustra a sntese do paracetamol.

Foi realizada uma sntese de paracetamol usando 218 g de p-aminofenol e 102 g de anidrido actico. Considerando que, para cada comprimido, so

necessrios 500 mg de paracetamol, qual a quantidade mxima de comprimidos que pode ser obtida?

a) 204. b) 218. c) 302. d) 422. e) 640.

10. (UFRJ) Um camundongo, com 10 g, apresenta a

seguinte composio centesimal em massa:

Determine a quantidade mxima de gua, em gramas, que

poderia ser formada apenas pela combinao dos tomos

de hidrognio e oxignio presentes no camundongo.

11. (Unicamp) Um importante fator natural que contribui para a formao de xidos de nitrognio na atmosfera so os relmpagos. Considere um espao determinado da atmosfera em que haja 20 % em massa de oxignio e

80 % de nitrognio, e que numa tempestade haja apenas formao de dixido de nitrognio. Supondo-se que a reao seja completa, consumindo todo o reagente limitante, pode-se concluir que, ao final do processo, a composio percentual em massa da atmosfera naquele espao determinado ser aproximadamente igual a

a) 29 % de dixido de nitrognio e 71 % de nitrognio. b) 40 % de dixido de nitrognio e 60 % de nitrognio.

c) 60 % de dixido de nitrognio e 40 % de nitrognio. d) 71 % de dixido de nitrognio e 29 % de nitrognio.

Dados: Equao da reao: N2 + O2 NO2 Massas molares em g mol-1: N2 = 28, O2 = 32 e NO2 = 46

12. (PUC-RJ) A nave estelar Enterprise, de Jornada nas estrelas, usou B5H9 e O2 como mistura combustvel. As duas substncias reagem de acordo com a seguinte equao balanceada:

2 B5H9 () + 12 O2 (g) 5 B2O3 (s) + 9 H2O (g)

a) Se um tanque contm 126 kg de B5H9 e o outro 240 kg de O2 lquido, qual tanque esvaziar primeiro? Mostre com clculos. b) Quanta gua ter sido formada (em kg) quando um dos reagentes tiver sido completamente consumido?

13. (Unesp) So colocadas para reagir entre si as massas de 1,00 g de sdio metlico e 1,00 g de cloro gasoso. Considere que o rendimento da reao 100%. So dadas as massas molares, em g/mol: Na=23,0 e C=35,5. A afirmao correta :

a) h excesso de 0,153 g de sdio metlico. b) h excesso de 0,352 g de sdio metlico. c) h excesso de 0,282 g de cloro gasoso.

d) h excesso de 0,153 g de cloro gasoso. e) nenhum dos dois elementos est em excesso


14. (ENEM) A eutrofizao um processo em que rios, lagos e mares adquirem nveis altos de nutrientes, especialmente fosfatos e nitratos, provocando posterior acmulo de matria orgnica em decomposio. Os nutrientes

so assimilados pelos produtores primrios e o crescimento desses controlado pelo nutriente limtrofe, que o elemento menos disponvel em relao abundncia necessria sobrevivncia dos organismos vivos. O ciclo representado na figura seguinte reflete a dinmica dos nutrientes em um lago.

A anlise da gua de um lago que recebe a descarga de guas residuais provenientes de lavouras adubadas revelou

as concentraes dos elementos carbono (21,2 mol/L), nitrognio (1,2 mol/L) e fsforo (0,2 mol/L). Nessas condies, o nutriente limtrofe o

a) C.

b) N. c) P. d) CO2. e) PO43. 15. (UFMG) Considere uma reao hipottica que ocorre

em fase gasosa e envolve os reagentes X e Y e o produto Z. Num experimento, foram misturados, em um recipiente, 5 mol de X com 5 mol de Y. Aps 1 minuto, nesse recipiente, havia 4 mol de X, 3 mol de Y e 1 mol de Z, como registrado neste quadro:

X Y Z

Incio 5 mol 5 mol 0

Aps 1 min. 4 mol 3 mol 1 mol

Suponha que essa reao prossegue at o consumo total do reagente limitante. Considerando-se a quantidade

inicial de X e Y, CORRETO afirmar que a quantidade mxima de Z a ser obtida nessa reao de

a) 2,5 mol. b) 3,5 mol. c) 4 mol. d) 5 mol.

16. (Fuvest) O tanque externo do nibus espacial

Discovery carrega, separados, 1,20 106 L de hidrognio

lquido a 253 C e 0,55 106 L de oxignio lquido a 183 C. Nessas temperaturas, a densidade do hidrognio 34 mol/L (equivalente a 0,068 g/mL) e a do oxignio

37 mol/L (equivalente a 1,18 g/mL).

Considerando o uso que ser feito desses dois lquidos,

suas quantidades (em mols), no tanque, so tais que h

a) 100% de excesso de hidrognio. b) 50% de excesso de hidrognio. c) proporo estequiomtrica entre os dois. d) 25% de excesso de oxignio. e) 75% de excesso de oxignio.

Massa molar (g/mol)

H .......... 1,0

O ...........16


17. (UFRGS) Observe a reao representada a seguir, que pode ser utilizada para obteno de cobre metlico.

3 CuO + 2 NH3 3 Cu + N2 + 3 H2O

Utilizando essa reao, foram realizados dois experimentos, nos quais se partiu de quantidades diferentes dos reagentes, na ausncia de produtos. As

massas iniciais dos reagentes e as massas finais dos produtos foram cuidadosamente pesadas. Essas massas, em gramas, encontram-se no quadro a seguir.

Exp Substncias

iniciais Substncias

obtidas Observao

CuO NH3 Cu N2 H2O

1 477 m1 381 56 108

No foi

observado nenhum excesso

2 954 m2 762 112 216 Excesso de 50 g de NH3

A anlise desses dados permite concluir que as massas

m1 e m2 da espcie NH3 apresentam a relao indicada na alternativa

a) m2 = m1 x 2. b) m2 = (m1 x 2) 50. c) m2 = (m1 x 2) + 50. d) m2 = m1 + (2 x 50). e) m2 = m1 (2 x 50).

18. (Unicamp) A Terra um sistema em equilbrio altamente complexo, possuindo muitos mecanismos autorregulados de proteo. Esse sistema admirvel se formou ao longo de um extenso processo evolutivo de 4550 milhes de anos. A atmosfera terrestre parte integrante desse intrincado sistema. A sua existncia,

dentro de estreitos limites de composio, essencial para a preservao da vida. No grfico a seguir, pode-se ver a abundncia relativa de alguns de seus constituintes em funo da altitude. Um outro constituinte, embora minoritrio, que no se encontra na figura o oznio, que age como filtro protetor da vida na alta atmosfera. Na

baixa atmosfera, a sua presena danosa vida, mesmo em concentraes relativamente baixas.

a) Considerando que o oznio seja formado a partir da combinao de oxignio molecular com oxignio atmico,

e que este seja formado a partir da decomposio do oxignio molecular, escreva uma sequncia de equaes qumicas que mostre a formao do oznio.

b) Tomando como base apenas o grfico e as reaes qumicas citadas no item a, estime em que altitude a formao de oznio mais favorecida do ponto de vista estequiomtrico. Justifique.

19. (Unicamp) Em um recipiente aberto atmosfera com capacidade volumtrica igual a 2,24 litros, nas condies normais de temperatura e presso, colocou-se uma massa de 0,36 g de grafite. Fechou-se o recipiente e, com

o auxlio de uma lente, focalizando a luz solar sobre o grafite, iniciou-se sua reao com o oxignio presente produzindo apenas gs carbnico. Assuma que todo o oxignio presente tenha sido consumido na reao.

a) Escreva a equao qumica da reao.

b) Qual a quantidade de gs carbnico formado, em

mol?

c) Qual ser a presso dentro do recipiente quando o

sistema for resfriado at a temperatura inicial? Justifique.

20. (Fuvest) Adicionando-se soluo aquosa de sal A a

uma soluo aquosa de sal B, forma-se um precipitado em

uma reao praticamente completa. Para se determinar os

coeficientes estequiomtricos dos reagentes, na equao

dessa reao, fez-se uma srie de 6 experimentos. Em

cada um, a quantidade de A era fixa e igual a 4,0 10-3 mol. A quantidade de B era varivel. Os dados destes

experimentos esto na tabela adiante:

Experimento 1 2 3 4 5 6 Volume (mL)

da soluo do sal B, 0,10

mol/L

6,0 12,0 18,0 24,0 30,0 36,0

Massa (g) do

precipitado formado

0,20 0,40 0,60 0,66 0,66 0,66

a) Calcule as quantidades, em mol, do sal B utilizadas nesses experimentos.

b) No quadriculado a seguir, construa o grfico: massa de precipitado versus quantidade, em mol, de sal B. Atravs deste grfico justifique quais devem ser os coeficientes

estequiomtricos de A e B.


21. (Fuvest) H2 (g) e C2 (g) esto contidos em bales interligados por meio de um tubo com torneira, nas

condies indicadas no desenho. Ao se abrir a torneira, os gases se misturam e a reao entre eles iniciada por exposio luz difusa. Forma-se ento HC (g), em uma reao completa at desaparecer totalmente, pelo menos um dos reagentes.

Quanto vale a razo entre as quantidades, em mols, de C2 (g) e de HC (g), aps o trmino da reao?

a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 6 22. (PUC-SP) Um determinado metal queima ao ar para

formar o respectivo xido, um slido de alta temperatura de fuso. A relao entre a massa do metal oxidado e a massa de xido formado est representada no grfico a seguir.

Durante um experimento, realizado em recipiente fechado, foi colocado para reagir 1,00 g do referido metal, obtendo-se 1,40 g do seu xido. Considerando-se que todo o oxignio presente no frasco foi consumido, pode-se determinar que a massa de oxignio presente no

sistema inicial x. Em outro recipiente fechado, foram colocados 1,50 g do referido metal em contato com 1,20 g de oxignio. Considerando que a reao ocorreu at o consumo total de pelo menos um dos reagentes, pode-se afirmar que a massa de xido gerado y.

Sabendo que o metal em questo forma apenas um ction estvel e considerando que em todas as reaes o rendimento foi de 100%, os valores de x e y so, respectivamente,

a) 0,40 g e 2,70 g. b) 0,40 g e 2,50 g.

c) 0,56 g e 2,50 g. d) 0,56 g e 3,00 g. e) 0,67 g e 2,70 g. 23. (Fuvest) Em soluo aquosa, ons de tlio podem ser precipitados com ons cromato. Forma-se o sal pouco

solvel, cromato de tlio, Tx(CrO4)y. Tomaram-se 8 tubos de ensaio. Ao primeiro, adicionaram-se 1 mL de soluo de ons tlio (incolor) na concentrao de 0,1 mol/L e 8 mL de soluo de ons cromato (amarela), tambm na concentrao de 0,1 mol/L. Ao segundo tubo, adicionaram-se 2 mL da soluo de ons tlio e 7 mL da

soluo de ons cromato. Continuou-se assim at o oitavo tubo, no qual os volumes foram 8 mL da soluo de ons tlio e 1 mL da soluo de ons cromato. Em cada tubo, obteve-se um precipitado de cromato de tlio. Os resultados foram os da figura.

Os valores de x e y, na frmula Tx(CrO4)y, so, respectivamente,

a) 1 e 1 b) 1 e 2 c) 2 e 1 d) 2 e 3 e) 3 e 2

24. (Fuvest) Para estudar a variao de temperatura associada reao entre Zn (s) e Cu2+ (aq), foram realizados alguns experimentos independentes, nos quais diferentes quantidades de Zn (s) foram adicionadas a 100 mL de diferentes solues aquosas de CuSO4. A temperatura mxima (Tf) de cada mistura, obtida aps a

reao entre as substncias, foi registrada conforme a tabela:

E

xp

Quantidade de matria de Zn (s)

(mol)

Quantidade de matria

de Cu2+ (aq)

(mol)

Quantidade de matria

total*

(mol)

Tf (C)

1 0 1,0 1,0 25,0

2 0,2 0,8 1,0 26,9

3 0,7 0,3 1,0 27,9

4 X Y 1,0 T4

*Quantidade de matria total = soma das quantidades

de matria iniciais de Zn(s) e Cu2+(aq). a) Escreva a equao qumica balanceada que representa a transformao investigada.

b) Qual o reagente limitante no experimento 3? Explique.

c) No experimento 4, quais deveriam ser os valores de X e Y para que a temperatura T4 seja a maior possvel? Justifique sua resposta.


RESOLUO DO EXERCCIO DE REVISO

a) Usando a regra do MACHO, comeamos a balancear pelo Metal, no caso, o Na. Isso feito colocando o coeficiente do Na2SO4 como 1 e o coeficiente do NaOH como 2:

H2SO4 + 2 NaOH 1 Na2SO4 + H2O

Agora balanceia-se o Ametal, no caso, o S. Isso feito colocando o coeficiente do H2SO4 como 1:

1 H2SO4 + 2 NaOH 1 Na2SO4 + H2O

Como no tem carbono envolvido, agora

balanceia-se o Hidrognio. Como tm 4 H do lado esquerdo, colocamos o coeficiente 2 na H2O:

1 H2SO4 + 2 NaOH 1 Na2SO4 + 2 H2O

Note que nos dois lados da equao tem 2 tomos de Na, 1 tomo de S, 4 tomos de H e 6 tomos de O, indicado que ela est corretamente balanceada. Podemos escrever a equao omitindo os coeficientes que valem 1:

H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O

b) Segundo a equao balanceada, a proporo estequiomtrica de 1 mol de H2SO4 para 2 mol de NaOH.

Ou seja, para os regentes estarem em proporo estequiomtrica, a quantidade de NaOH (em mol) deve ser o dobro da quantidade de H2SO4. Como temos 5 mol de NaOH e 3 mol de H2SO4, a quantidade de NaOH no o dobro da quantidade de H2SO4, portanto os reagentes no esto em proporo estequiomtrica.

c) Vamos supor que o H2SO4 o reagente limitante. Nesse caso, seriam consumidos 3 mol de H2SO4. Pela proporo estequiomtrica, deveriam ser consumidos 6 mol de NaOH, o que impossvel, pois s temos 5 mol de NaOH. Logo, o NaOH o reagente limitante.

Podemos confirmar que o NaOH o reagente limitante calculando a quantidade necessria de H2SO4 para reagir

com 5 mol de NaOH. Pela proporo estequiomtrica, a quantidade de H2SO4 consumida a metade, ou seja, 2,5 mol. Podemos confirmar isso com a seguinte regra de trs:

Nmero de mols

de NaOH

Nmero de mols

de H2SO4

2 mol 1 mol

5 mol x

2 mol

5 mol=

1 mol

x = ,

Como temos disponveis 3 mol de H2SO4, todos os 5 mol de NaOH sero consumidos e ainda vo sobrar 0,5 mol de H2SO4. Logo, o reagente limitante o NaOH e o reagente em excesso o H2SO4.

d) De acordo com o item anterior, o reagente em excesso o H2SO4.

Agora que sabemos que o reagente limitante o NaOH, devemos usar somente a quantidade de NaOH

consumida para fazer os clculos estequiomtricos, pois somente o NaOH ser totalmente consumido. A tabela abaixo pode ajudar a evitar confuso:

H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O Incio 3 mol 5 mol 0 0

Reagiu

Final

Preenchemos a primeira linha da tabela com as quantidades iniciais dos reagentes. Como o NaOH o

reagente limitante, todo ele consumido, ou seja, reagem todos os 5 mol e sobram zero no final:


Reagiu 5 mol Final 0

Agora preenchemos a segunda linha da tabela com as demais quantidades que reagiram. Note que esses valores vo seguir a proporo estequiomtrica definida

pelos coeficientes. Por exemplo: a quantidade consumida de H2SO4 2,5 mol, metade da quantidade de NaOH consumida, pois o coeficiente do H2SO4 1 e o do NaOH 2. Na dvida, os valores podem ser encontrados por regra de trs.


Reagiu 2,5 mol 5 mol + 2,5 mol + 5 mol Final 0

Finalmente, para encontrar as quantidades dos participantes no final, s somar a primeira com a segunda linha (considerando o sinal negativo):


Reagiu 2,5 mol 5 mol + 2,5 mol + 5 mol Final 0,5 mol 0 2,5 mol 5 mol

Portanto, h um excesso de 0,5 mol de H2SO4 e

foram formados 2,5 mol de Na2SO4 e 5 mol de H2O. e) De acordo com a tabela, so consumidos 2,5 mol de H2SO4. f) De acordo com a tabela, so formados 2,5 mol de

Na2SO4. A massa molar do Na2SO4 223 + 32 + 416 = 142 g/mol. Assim, a massa produzida de Na2SO4 foi:

= n M = 2,5 mol 142 g/mol = g) De acordo com a tabela, sobraram 0,5 mol de H2SO4. A massa molar do H2SO4 21 + 32 + 416 = 98 g/mol. Assim, a massa em excesso de H2SO4 :

= n M = 0,5 mol 98 g/mol = Note que preenchemos a tabela inteira, para fins de ilustrao, mas o exerccio no pediu nada a respeito da H2O formada, por exemplo. Assim, a coluna da H2O

poderia ter ficado em branco sem prejuzo na resoluo.


DICAS PARA OS EXERCCIOS

PROPOSTOS

1. Na figura, esto representadas 11 molculas de H2 e 6 de N2. Segundo a equao balanceada, cada 3 molculas de H2 reagem com uma de N2. Suponha que o N2 seja o reagente limitante (totalmente consumido). Quantas molculas de H2 seriam necessrias para reagir?

Alm disso, no faz sentido dizer que ambos os reagentes esto em excesso. Se um est em excesso, ento o outro o limitante.

2. Na mistura de reagentes, esto representadas

8 molculas de NO2 e 5 molculas de O3. Segundo a

equao balanceada, cada 2 molculas de NO2 reagem com uma de O3. Se o O3 fosse totalmente consumido, seriam necessrias 10 molculas de NO2... na situao da figura, isso possvel?

A tabela a seguir pode ajudar a prever como vai ser a situao final:

2 NO2 + O3 N2O5 + O2 Incio 8 5 0 0

Reagiu

Final

3. Segundo a equao balanceada, cada 2 mol de H2S reagem com 1 mol de SO2. Quantos mols de H2S so

necessrios para reagir com 2 mol de SO2? Quantos mols de SO2 so necessrios para reagir com 5 mol de H2S? Respondendo adequadamente s perguntas acima, possvel notar que o SO2 o reagente limitante. 4. Lembre-se de que os coeficientes expressam

tanto proporo em mols quanto em volume gasoso. Como todos os participantes da reao so gases, a equao balanceada pode ser lida como cada 1 L de N2 reage com 3 L de H2, formando 2 L de NH3. Nesse caso, passar os valores para mol s vai dificultar.

5. O xido de clcio o CaO e o cloreto de amnio o NH4C. Uma opo para resolver dividir as massas dos reagentes pelas suas respectivas massas molares e encontrar que as quantidades dos reagentes so exatamente 2 mol de CaO e um pouco mais do que 4 mol de NH4C. Assim fica mais fcil de ver qual o reagente limitante. Outra opo supor que o CaO o reagente limitante e calcular a massa de NH4C para reagir com 112 g de CaO, ou vice-versa. 6. Passe os valores das massas de N2 e H2 para

mol. Vai ser mais fcil trabalhar com eles em mol do que em massa. Alm disso, note que a equao dada no est balanceada. 7. A equao balanceada :

(NH4)2PtC4 (s) + 2 NH3 (aq) 2 NH4C (aq) + Pt(NH3)2C2 (s)

8. Nesse caso, tambm mais fcil trabalhar com as quantidades em mol do que em gramas. Caso ache

necessrio, use a tabela apresentada na resoluo do exerccio de reviso.

9. Com esses valores de massa, pode parecer difcil achar quem o reagente limitante. Novamente,

passe os valores para mol que vai ficar mais fcil de enxergar. 10. Reformulando a pergunta: qual a massa de gua que pode ser formada a partir de 1 g de hidrognio e 6,4 g de oxignio?

A gua formada pela seguinte reao balanceada: 2 H2 + O2 2 H2O. Converta as massas para mol, descubra qual o reagente limitante e encontre a quantidade de gua formada.

Note que no tem problema pensar no hidrognio da composio do camundongo como se fosse H2. Isso porque 1 g de H tem a mesma quantidade de tomos do que 1 g de H2. No entanto, 1 mol de H e 1 mol de H2 tm quantidades diferentes de tomos.

11. Considere 100 g dessa atmosfera, com 20 g de oxignio e 80 g de nitrognio. Pelas alternativas, podemos deduzir que o reagente limitante o oxignio, pois o oxignio no aparece na composio final da mistura em nenhuma das alternativas. Assim, calcule a massa de NO2 formado considerando que todos os 20 g

de oxignio reagiram. Observao: a composio do ar atmosfrico aproximadamente 20 % O2 e 80 % N2 em volume (ou em mols), e no em massa. Essa mistura apresentada na questo no tem a composio do ar atmosfrico que conhecemos.

12. O tanque que esvaziar primeiro aquele que contm o reagente limitante. Mais uma vez, passar os valores para mol vai facilitar a sua vida. Alm disso, o valor dado na prova para a massa molar do boro foi 10,8 g/mol.

13. Aqui o jeito passar para mol tambm, s que nesse caso os valores no vo ser redondos. Pacincia. A equao da reao entre o sdio e o cloro :

2 Na + C2 2 NaC 14. Uma das dificuldades dessa questo encontrar o que relevante no meio de tanta informao, tpico do ENEM. O dado relevante est aqui:

Ou seja: a proporo estequiomtrica entre carbono, nitrognio e fsforo no processo de fixao de 106:16:1. Veja qual a proporo entre as quantidades desses nutrientes na gua do lago dividindo todos os

valores pelo menor (0,2 mol/L). 15. No mesmo intervalo de tempo (1 min), foram consumidos 1 mol de X, 2 mol de Y e foi formado 1 mol de Z. Isso quer dizer que a proporo estequiomtrica entre X, Y e Z de 1:2:1, ou seja, a equao balanceada :

X + 2 Y Z


16. Calcule o nmero de mols de hidrognio e oxignio a partir dos volumes e das densidades (vamos ver depois que mol/L unidade de uma grandeza chamada concentrao molar, no densidade). Alm disso, o uso que ser feito do hidrognio e do oxignio colocar os dois para reagir entre si, formando gua e liberando energia para a propulso do foguete, de acordo com a seguinte equao balanceada:

2 H2 + O2 2 H2O 17. Note que as massas dadas do experimento 2 so o dobro das massas dadas do experimento 1, e que

no experimento 1 elas esto exatamente na proporo estequiomtrica, pois no h excesso de reagente neste experimento.

18. O oznio o O3. A formao de oznio ser

mais favorvel na altitude em que os reagentes que o formam estiverem na proporo estequiomtrica, pois nesse caso a quantidade de oznio formado mxima.

19. A equao balanceada C + O2 CO2. Lembre-se de que 1 mol de gs ideal ocupa 22,4 L nas CNTP e que a composio do ar atmosfrico aproximada 20 % de O2 e 80 % de N2, em mol. Alm disso, o que acontece com a quantidade de gases (em mol) no recipiente depois da reao?

20. Para calcular o nmero de mols, multiplique o volume da soluo (em L) pela concentrao da soluo (em mol/L). Alm disso, a proporo estequiomtrica entre A

e B atingida quando o grfico muda de uma reta inclinada para uma reta horizontal. A partir desse ponto, no adianta continuar aumentando o nmero de mols de B que a quantidade de produto formada limitada pela quantidade de A, ou seja, nessa parte do grfico, o A o reagente limitante.

21. Note que a questo no forneceu o valor da constante universal dos gases ideais (R), ou seja, no necessrio (e nem recomendvel) usar PV = nRT para achar o nmero de mols de H2 e C2. Em vez disso, basta saber a relao entre o nmero de mols de H2 e C2. Note que a presso do C2 cinco vezes maior do que a de H2 e que os dois gases ocupam o mesmo volume mesma temperatura. 22. O grfico permite obter a proporo entre as massas de metal e do seu xido. Veja o primeiro ponto do grfico: a cada 12 g de metal, so formados 20 g de xido.

Essa a proporo em massa da reao use ela para descobrir quem o reagente limitante (metal ou oxignio) no segundo experimento para ento encontrar o valor de y. Para encontrar o valor de x (no primeiro experimento), basta usar a lei de Lavoisier, j que todo o oxignio utilizado reagiu.

23. Veja que a quantidade de produto (no caso, o precipitado) formado mxima no 6 tubo da esquerda para a direita, o que sugere que, neste tubo, os reagentes (ons tlio e cromato) esto na proporo estequiomtrica. Para calcular o nmero de mols, multiplique o volume da

soluo (em L) pela concentrao da soluo (em mol/L).

24. Reaes deste tipo sero estudadas com detalhes no segundo semestre. Por enquanto, basta saber

que a equao :

Zn (s) + Cu2+ (aq) Zn2+ (aq) + Cu (s)

Ou seja, a proporo entre Zn e Cu2+ de 1:1. Considerando que a reao acima libera calor, a

temperatura ser a maior possvel quando a quantidade de Zn e Cu2+ que reagirem para formar produto for mxima. Isso acontece quando Zn e Cu2+ esto em...?

GABARITO

Exerccio de reviso a) H2SO4 + 2 NaOH Na2SO4 + 2 H2O

b) No, pois a proporo estequiomtrica de

1 mol de H2SO4 para 2 mol de NaOH, e foram misturados 3 mol de H2SO4 e 5 mol de NaOH.

c) O reagente limitante o NaOH

d) O reagente em excesso o H2SO4

e) Reagiram 2,5 mol de H2SO4

f) Foram formados 355 g de Na2SO4

g) Sobraram 49 g de H2SO4.

Exerccios propostos 1. D

2. B

3. C

4. B

5. A

6. a) 8,5 g de NH3

b) Sim, o reagente em excesso o H2, com 1,5 g de excesso.

7. A

8. C

9. C

10. 7,2 g de gua

11. A

12. a) O tanque com O2 esvaziar primeiro.

b) 101,25 kg de gua

13. B

14. B

15. A

16. C

17. C


18. a) O2 2 O

O2 + O O3

b) A formao de oznio favorecida quando no h excesso nem de O2, nem de O, ou seja, quando eles esto em proporo estequiomtrica. Como a proporo entre O2 e O na formao do

oznio de 1:1, a formao favorecida quando as suas concentraes so iguais, ou seja, quando as curvas se cruzam. De acordo com o grfico, isso ocorre na altitude de 130 km.

19. a) C + O2 CO2

b) 0,02 mol de CO2

c) A presso dentro do recipiente, no final,

ser a mesma que no incio, pois no houve variao na quantidade (em mol) dos gases (O2 e CO2), como pode ser observado na equao qumica.

20. a) Nos experimentos de 1 a 6: 6,0 10-4

mol, 12,0 10-4 mol, 18,0 10-4 mol, 24,0 10-4 mol, 30,0 10-4 mol e 36,0 10-4 mol.

b) A proporo estequiomtrica entre A e B de 2:1 (2 A reagem com 1 B).

21. B

22. C

23. C

24. a) Zn (s) + Cu2+ (aq) Zn2+ (aq) + Cu (s)

b) Como a proporo estequiomtrica entre

Zn Cu2+ de 1:1, o Cu2+ o reagente limitante, pois est em menor quantidade.

c) Para que a temperatura seja a maior

possvel, a quantidade de reagentes consumidos deve ser a maior possvel, o que ocorre quando no h excesso de reagentes. Como a proporo de 1:1 e a quantidade de matria total 1,0 mol, ento devem reagir quantidades iguais dos dois reagentes: 0,5 mol. Assim, X = Y = 0,5 mol.

Uma boa vida aquela inspirada pelo amor e guiada

pelo conhecimento.

Bertrand Russell, matemtico britnico

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