Dada a equação química não balanceada:
Ca3(PO4)2+SiO2+C CaSiO3+CO+P4
Determine qual o reagente limitante quando as seguintes quantidades são colocadas para reagir:
2 mols de Ca3(PO4)2, 4 mols de SiO2, e 6 mols de C

Passo 1

Beleza! O enunciado pede pra gente descobrir qual reagente é limitante numa reação química não balanceada:
Ca3(PO4)2 + SiO2 + C ;longrightarrow; CaSiO3 + CO + P4
O conteúdo aqui é estequiometria: a gente precisa primeiro balancear a equação, depois checar quantos mols de cada reagente são necessários pra consumir tudo, e aí comparar com os mols que a gente realmente tem (2 mol de , 4 mol de e 6 mol de C) pra ver quem acaba primeiro (limitante).

Passo 2

Balanceando a equação
  1. Vamos chamar os coeficientes:
a,Ca3(PO4)2 + b,SiO2 + c,C ;longrightarrow; d,CaSiO3 + e,CO + f,P4
  1. Montamos as equações de conservação de átomos:
    • Cálcio (Ca): 3a = d
    • Fósforo §: 2 (até no 2,Ca3(PO4)2 + 6,SiO2 + 10,C ;longrightarrow; 6,CaSiO3 + 10,CO + 1,P4 ) = 4f ⇒
    • Silício (Si): b = d
    • Oxigênio (O): ( de , de , e no produto)
    • Carbono ©: c = e
  2. Tentando : b = d = 3·1 = 3; f = ½; daí
    • e c = e = 5.
      Aí temos fração em , então multiplicamos tudo por 2 pra ficar inteiro:

Passo 3

Agora que a equação está balanceada, a gente vê que pra cada 2 mol de são necessários exatamente 6 mol de e 10 mol de C.
Comparamos isso com o que temos:
  • : 2 mol disponíveis / 2 mol necessários = 1,0
  • : 4 mol disponíveis / 6 mol necessários ≈ 0,667
  • C: 6 mol disponíveis / 10 mol necessários = 0,6
O reagente limitante é sempre aquele cujo quociente (disponível/necessário) é o menor, porque ele acaba primeiro.

Resposta

O reagente limitante é o carbono ©.

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