O ácido fosfórico, H3 PO4, pode ser produzido a partir da reação entre a fluoroapatita, Ca5(PO4)3 F, e o ácido sulfúrico, H2 SO4, de acordo com a seguinte equação quimica:
Ca 5(PO4)3 F(s)+5 H2 SO4(ell) 3 H3 PO4(ell)+5 CaSO4(s)+HF(g)
Considere a reação completa entre 50,45 g de fluoroapatita com 98,12 g de ácido sulfúrico.
Qual é o reagente limitante da reação?

Passo 1

Então, a questão diz que temos a reação
Ca5(PO4)3F(s) ;+; 5,H2SO4(ell) ;longrightarrow;3,H3PO4(ell);+;5,CaSO4(s);+;HF(g)
e nos dão 50,45 g de fluoroapatita ( ) e 98,12 g de ácido sulfúrico ( ).
Conteúdo: estequiometria e reagente limitante.
O que vamos precisar:
  • Calcular massa molar de cada reagente.
  • Converter massas em mols.
  • Usar a razão estequiométrica para ver quem acaba primeiro.

Passo 2

Calcular massa molar (MM):
  1. MM de :
    Ca: 40,08 g/mol × 5 = 200,40
    P: 30,97 g/mol × 3 = 92,91
    O: 16,00 g/mol × 12 = 192,00
    F: 19,00 g/mol × 1 = 19,00
    → MM_apatita ≃ 200,40 + 92,91 + 192,00 + 19,00 = 504,31 g/mol
  2. MM de :
    H: 1,01 g/mol × 2 = 2,02
    S: 32,07 g/mol × 1 = 32,07
    O: 16,00 g/mol × 4 = 64,00
    → MM_H2SO4 ≃ 2,02 + 32,07 + 64,00 = 98,09 g/mol
Agora os mols:
  • Mols de apatita = .
  • Mols de H₂SO₄ = .

Passo 3

Veja a proporção da reação:
1 mol de reage com 5 mol de .
  • Se tivéssemos os 0,1000 mol de apatita, precisaríamos de
  • Mas temos 1,0003 mol de H₂SO₄, ou seja, o ácido sulfúrico está em excesso (precisávamos de só 0,5000 mol e temos mais que o dobro).
Portanto, a substância que acaba primeiro é a fluoroapatita.

Resposta

O reagente limitante é a fluoroapatita .

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