Considere uma reação de combustão completa de propano ( \mathrm{C}_{3} \mathrm{H}_{8}) com oxigênio ( \mathrm{O}_{2}) conforme a equação:
\mathrm{C}_{3} \mathrm{H}_{8}+5 \mathrm{O}_{2} \rightarrow 3 \mathrm{CO}_{2}+4 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}
Se 10 mols de propano forem queimados com 50 mols de oxigênio:
a). Qual será o reagente em excesso?

Passo 1

O enunciado dá a reação balanceada e as quantidades iniciais e pergunta qual reagente ficará em excesso. Dados do enunciado:
\mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8} + 5\mathrm{O}_{2} \rightarrow 3\mathrm{CO}_{2} + 4\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
Quantidade inicial de \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8}: \,10 mol.
Quantidade inicial de \mathrm{O}_{2}: \,50 mol.
Pergunta: a) Qual será o reagente em excesso?

Passo 2

Vamos entender o significado de “reagente em excesso” e “reagente limitante” de forma bem direta.
  • Reagente limitante: é o reagente que acaba primeiro durante a reação; sua quantidade determina a quantidade máxima de produto que pode se formar.
  • Reagente em excesso: é qualquer reagente que sobra depois que o reagente limitante foi totalmente consumido.
    Nossa tarefa é comparar as quantidades fornecidas com as proporções exigidas pela equação balanceada para ver se algum reagente sobra.

Passo 3

Extraímos da equação balanceada a proporção estequiométrica entre \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8} e \mathrm{O}_{2}. A equação mostra que para cada \,1 mol de \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8} são necessários \,5 mol de \mathrm{O}_{2}. Em forma de razão:
\frac{n(\mathrm{O}_2)}{n(\mathrm{C}_3\mathrm{H}_8)} = 5
Isto é a regra que usamos para converter moles de um reagente na quantidade necessária do outro.

Passo 4

Calculemos quanto de \mathrm{O}_{2} é necessário para reagir completamente com \,10 mol de \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8}. Usamos a razão estequiométrica:
n_{\text{O}_2,\text{ necessário}} = n(\mathrm{C}_3\mathrm{H}_8)\times 5 = 10 \times 5 = 50\\ \text{mol}.á
Portanto, para consumir totalmente \,10 mol de \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8} são necessários \,50 mol de \mathrm{O}_2.

Passo 5

Agora comparamos o que é necessário com o que foi disponibilizado. O enunciado informou que temos \,50 mol de \mathrm{O}_2. Como o \mathrm{O}_2 disponível é exatamente igual ao requerido ( \,50 mol), não há excesso de \mathrm{O}_2 quando todo o \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8} for consumido. Podemos fazer o cheque inverso: quantos mols de \mathrm{C}_{3}\mathrm{H}_{8} seriam necessários para reagir com \,50 mol de \mathrm{O}_2?
n_{\mathrm{C}_3\mathrm{H}_8,\text{ necessário}} = \frac{n(\mathrm{O}_2)}{5} = \frac{50}{5} = 10\\ \text{mol}.á
Isso confirma que as quantidades são exatamente estequiométricas: \,10 mol de \mathrm{C}_3\mathrm{H}_8 requerem exatamente \,50 mol de \mathrm{O}_2.

Passo 6

Conclusão didática: quando as quantidades iniciais correspondem exatamente à razão estequiométrica da reação balanceada, nenhum dos reagentes sobra — ambos são totalmente consumidos ao final da reação. Em outras palavras, não há reagente em excesso; não existe reagente limitante diferente do outro, pois ambos se esgotam simultaneamente.

Resposta

Nenhum — as quantidades são estequiométricas: \,10 mol de \mathrm{C}_3\mathrm{H}_8 reagem exatamente com \,50 mol de \mathrm{O}_2, portanto não há reagente em excesso.

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