1.18 Uma solução contém 4,90 g de ácido fosfórico e é misturada com 6,00 g de hidróxido de sódio, formando fosfato de sódio e água. Escreva a reação balanceada e determine:
(a) qual é o reagente limitante?
(b) qual a massa de fosfato de sódio formada?

Passo 1

O enunciado diz que temos 4,90 g de ácido fosfórico H3PO4 misturados com 6,00 g de hidróxido de sódio NaOH, e formam fosfato de sódio e água. O conteúdo aqui é cálculo estequiométrico de reação ácido-base. Vamos precisar da equação balanceada, das massas molares para converter em mols e determinar o reagente limitante e a massa do produto.

Passo 2

Balanceando a reação, sabemos que o fosfato de sódio é Na3PO4. A reação ácido-base é
H3PO4 + NaOH ;longrightarrow; Na3PO4 + H2O
Agora ajustamos coeficientes para conservar átomos de Na e H:
H3PO4 + 3,NaOH ;longrightarrow; Na3PO4 + 3,H2O

Passo 3

Calculamos os mols de cada reagente:
massa molar de H3PO4:
M(H3PO4)=3cdot1 + 31 + 4cdot16 = 98 g/mol
n(H3PO4)=4,9098 = 0,0500 mol
massa molar de NaOH:
M(NaOH)=23 + 16 + 1 = 40 g/mol
n(NaOH)=6,0040 = 0,150 mol
Segundo a equação, cada mol de H3PO4 consome 3 mol de NaOH. Para 0,0500 mol de H3PO4 seriam necessários
0,0500times3 = 0,150 mol de NaOH,
exatamente o que temos disponível. Portanto, não há excesso de nenhum reagente: ambos se esgotam ao mesmo tempo.

Passo 4

Como ambos os reagentes determinam simultaneamente a reação, calculamos a massa de Na3PO4 formada a partir dos 0,0500 mol de H3PO4 (ou de NaOH/3):
massa molar de Na3PO4:
M(Na3PO4)=3cdot23 + 31 + 4cdot16 = 163,94 g/mol
massa do produto:
m = 0,0500 moltimes163,94 g/mol = 8,197 g approx 8,20 g

Resposta

(a) Não há reagente limitante, pois as quantidades estão em proporção estequiométrica (ambos se esgotam simultaneamente).
(b) 8,20 g de Na3PO4.

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