O clorato de potássio \left(\mathrm{KClO}_{3}\right) reage com enxofre formando dióxido de enxofre \left(\mathrm{SO}_{2}\right) e cloreto de potássio (KCI). Com base na equação abaixo, responda:
\mathrm{KClO}_{3}+\mathrm{S} \rightarrow \mathrm{KCl}+\mathrm{SO}_{2}
a) Calcule o rendimento percentual da reação quando 100 g de \mathrm{KClO}_{3} são colocados para reagir com 50 g de S e são produzidos 20 g de \mathrm{SO}_{2}.
b) Qual o reagente limitante dessa reação?

Passo 1

O enunciado dá a reação de decomposição/redox entre clorato de potássio e enxofre, gerando cloreto de potássio e dióxido de enxofre. O conteúdo aqui é estequiometria: precisamos balancear a equação, calcular massas molares, determinar o reagente limitante, o rendimento teórico de \mathrm{SO}_{2} e, por fim, o rendimento percentual.

Passo 2

Balanceamos a equação colocando coeficientes inteiros mínimos. Seja
a\,\mathrm{KClO}_{3}+b\,\mathrm{S}\to c\,\mathrm{KCl}+d\,\mathrm{SO}_{2}.
Impondo conservação de cada elemento, chega-se a
2\,\mathrm{KClO}_{3}+3\,\mathrm{S}\to2\,\mathrm{KCl}+3\,\mathrm{SO}_{2}.

Passo 3

Calculamos as massas molares (g/mol):
M(\mathrm{KClO}_{3})=39{,}10+35{,}45+3\times16{,}00=122{,}55,
M(\mathrm{S})=32{,}06, \quad M(\mathrm{SO}_{2})=32{,}06+2\times16{,}00=64{,}06.

Passo 4

Convertendo as massas iniciais em mols:
n(\mathrm{KClO}_{3})=\frac{100}{122{,}55}\approx0{,}816\\ \text{mol},
n(\mathrm{S})=\frac{50}{32{,}06}\approx1{,}559\\ \text{mol}.

Passo 5

Para cada mol de \mathrm{KClO}_{3} são necessários \tfrac{3}{2} mol de S (pela estequiometria 2:3). Logo, para 0{,}816 mol de \mathrm{KClO}_{3} precisa-se de
0{,}816\times\frac{3}{2}=1{,}224\\ \text{mol de S}.
Como há 1{,}559 mol de S disponível, sobra enxofre e o reagente limitante é \mathrm{KClO}_{3}.

Passo 6

O rendimento teórico de \mathrm{SO}_{2} decorre de 2 mol de \mathrm{KClO}_{3}\to3 mol de \mathrm{SO}_{2}. Portanto, 0{,}816 mol de \mathrm{KClO}_{3} gera
n_{\text{teo}}(\mathrm{SO}_{2})=0{,}816\times\frac{3}{2}=1{,}224\\ \text{mol},
e a massa teórica é
m_{\text{teo}}(\mathrm{SO}_{2})=1{,}224\times64{,}06\approx78{,}44\\ \text{g}.

Passo 7

O rendimento percentual é
\text{rendimento}=\frac{m_{\text{real}}}{m_{\text{teo}}}\times100\% =\frac{20}{78{,}44}\times100\%\approx25{,}5\%.

Resposta

a) O rendimento percentual é aproximadamente 25{,}5\%.
b) O reagente limitante é o \mathrm{KClO}_{3}.

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