Anilina (C6 H5 NH2) pode ser produzida a partir de clorobenzeno (C6 H5 Cl) por meio da seguinte reação:
C6 H5 Cl(ell)+2 NH3(g) C6 H5 NH2(ell)+NH4 Cl(s)
Suponha que 20,0 g de clorobenzeno com pureza de 92 % sejam misturados com 8,30 g de amônia.
Qual é o reagente limitante?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química onde o clorobenzeno ( C6H5Cl) reage com amônia ( NH3) para formar anilina ( C6H5NH2) e cloreto de amônio ( NH4Cl). A matéria que vamos usar aqui é este exercício de química, mais especificamente de estequiometria, que é sobre as quantidades de reagentes e produtos nas reações químicas. Vamos precisar das massas fornecidas, das fórmulas químicas e entender como identificar o reagente limitante, que é aquele que vai se esgotar primeiro e, portanto, determina quanto de produto será formado.

Passo 2

Primeiro, vamos considerar a pureza do clorobenzeno. Temos 20,0 g de clorobenzeno com pureza de 92%, o que significa que nem todo esse peso é clorobenzeno puro. Para achar a massa real de clorobenzeno puro, vamos multiplicar:
Massa de C6H5Cl = 20,0,g times 0,92 = 18,4,g

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de mols de cada reagente. Primeiro, precisamos das massas molares:
  • Para C6H5Cl:
    Massa molar = 6 times 12,01, (C) + 5 times 1,01, (H) + 35,45, (Cl) = 72,06 + 5,05 + 35,45 = 112,56,g/mol
  • Para NH3:
    Massa molar = 14,01, (N) + 3 times 1,01, (H) = 14,01 + 3,03 = 17,04,g/mol

Passo 4

Com as massas molares, calculamos os mols de cada reagente:
  • Mols de C6H5Cl:
    n = 18,4,g112,56,g/mol approx 0,163,mol
  • Mols de NH3:
    n = 8,30,g17,04,g/mol approx 0,487,mol

Passo 5

Agora, olhamos para a equação balanceada da reação:
C6H5Cl + 2,NH3 C6H5NH2 + NH4Cl
Isso nos diz que 1 mol de clorobenzeno reage com 2 mols de amônia. Vamos verificar qual dos reagentes está em falta comparando os mols disponíveis com a proporção necessária.

Passo 6

Para os 0,163 mols de C6H5Cl, precisaríamos de:
0,163,mol times 2 = 0,326,mol de NH3
Como temos 0,487 mols de NH3, que é mais que os 0,326 mols necessários, a NH3 está em excesso.

Passo 7

Portanto, o reagente que está limitando a reação é o clorobenzeno ( C6H5Cl), porque é ele que vai se esgotar primeiro e determinar a quantidade de produto formado.

Resposta

O reagente limitante é o clorobenzeno ( C6H5Cl).

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