Considere a reação do Problema 2.24. Para cada um dos seguintes casos, determine o maior número de gramas de
que poderia ser produzido das quantidades dadas dos reagentes:
(a)
de
e
de
(a)
Passo 1
O enunciado pede: determinar o maior número de gramas de
que pode ser produzido a partir de
mol de
e
mol de
.
Informações fornecidas:
- Quantidade de
: . - Quantidade de
: .
A reação relevante (equação química balanceada) que relaciona esses reagentes e produto é:
O que se quer: a massa máxima (em gramas) de
que pode ser formada a partir das quantidades dadas.
Passo 2
Conceitos essenciais que vamos usar (explicadinho, bem passo a passo):
-
Mol e molaridade de reação:
- A “mol” é uma unidade que conta partículas (como átomos ou moléculas). Reações químicas usam mols porque a estequiometria fala em razões de mols entre reagentes e produtos.
- A relação entre quantidades na reação é dada pelos coeficientes estequiométricos da equação balanceada: aqui, para cada
mol de que reagem, consome-se mol de e forma-se mol de .
-
Reagente limitante:
- O reagente limitante é aquele que se esgota primeiro; determina a quantidade máxima de produto que pode ser formada.
- Para identificá-lo com duas quantidades dadas, calcula-se quanto de um reagente seria necessário para consumir completamente o outro (ou compara-se as proporções estequiométricas diretamente).
-
Conversão de mols de produto para massa:
- Primeiro obter os mols de produto que se formam (pela estequiometria).
- Depois usar a massa molar (molar mass) do produto:
.
Passo 3
Determinar qual reagente é limitante usando a estequiometria.
A razão exigida pela reação entre
e
é:
Isto significa que cada
mol de
precisa de
mol de
para reagir completamente.
Calcular quantos mols de
seriam necessários para reagir com todos os
mol de
:
Comparar com o
disponível:
Como
, há excesso de
. Logo o reagente limitante é
.
Passo 4
Determinar quantos mols de
se formarão a partir do reagente limitante
.
Da equação balanceada:
A relação é
para
entre
consumido e
formado. Portanto:
Passo 5
Calcular a massa molar de
(explicando o que é massa molar):
- Massa molar é a massa de
mol da substância, em . Obtém-se somando as massas atômicas dos elementos na fórmula. - Usando massas atômicas típicas: enxofre
e oxigênio .
Calcular:
Passo 6
Converter os mols de
em gramas usando
.
Temos
de
e massa molar
. Então:
Arredondando de acordo com os dados (o menor número significativo dado é
com três algarismos significativos), apresentar o resultado com três algarismos significativos: