1. Dissulfeto de dicloreto, \mathrm{S}_{2} \mathrm{Cl}_{2}, é usado para vulcanizar borracha. Ele pode ser produzido tratando enxofre fundido com cloro gasoso:
\mathrm{S}_{8(\ell)}+4 \mathrm{Cl}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow 4 \mathrm{~S}_{2} \mathrm{Cl}_{2(\ell)}
Começando com uma mistura de 32,0 \mathrm{~g} de enxofre e 71,0 \mathrm{~g} de \mathrm{Cl}_{2},
Dados: \mathrm{S} \rightarrow 32,00 \mathrm{~g} / \mathrm{mol} ; \mathrm{Cl} \rightarrow 35,45 \mathrm{~g} / \mathrm{mol} ;
c) Qual é a massa do reagente em excesso que permanece quando a reação é concluída?

Passo 1

O enunciado pede: “Qual é a massa do reagente em excesso que permanece quando a reação é concluída?”
Dados fornecidos (peguei estes valores do enunciado):
  • Equação da reação: \mathrm{S}_{8(\ell)} + 4\mathrm{Cl}_{2(\mathrm{g})} \rightarrow 4\mathrm{S}_2\mathrm{Cl}_{2(\ell)}.
  • Massa inicial de enxofre elementar: 32{,}0\\ \mathrm{g} (isto é massa de \mathrm{S}_8 fundido).
  • Massa inicial de cloro diatômico: 71{,}0\\ \mathrm{g} ( \mathrm{Cl}_2).
  • Massas atômicas: \mathrm{S}=32{,}00\\ \mathrm{g/mol}, \mathrm{Cl}=35{,}45\\ \mathrm{g/mol}.
O objetivo é calcular a massa do reagente que sobra após a reação terminar (ou seja, do reagente em excesso).

Passo 2

Calcular as massas molares (massa molar) dos reagentes. Lembrando: a massa molar M de uma substância é a soma das massas atômicas dos átomos que formam a molécula, em unidades de \mathrm{g/mol}.
  • Para \mathrm{S}_8: cada átomo de enxofre tem 32{,}00\\ \mathrm{g/mol}, então
M(\mathrm{S}_8)=8\times32{,}00=256{,}00\\ \mathrm{g/mol}.
  • Para \mathrm{Cl}_2: cada átomo de cloro tem 35{,}45\\ \mathrm{g/mol}, então
M(\mathrm{Cl}_2)=2\times35{,}45=70{,}90\\ \mathrm{g/mol}.

Passo 3

Calcular o número de mols iniciais de cada reagente usando a relação básica entre massa m, número de mols n e massa molar M:
n=\frac{m}{M},
onde n é número de mols, m é massa em gramas e M é massa molar em \mathrm{g/mol}.
  • Mols de \mathrm{S}_8:
n(\mathrm{S}_8)=\frac{32{,}0}{256{,}00}=0{,}125\\ \text{mol}.
  • Mols de \mathrm{Cl}_2:
n(\mathrm{Cl}_2)=\frac{71{,}0}{70{,}90}\approx1{,}00141\\ \text{mol}.

Passo 4

Determinar o reagente limitante usando a estequiometria da reação. Para a reação
\mathrm{S}_8 + 4\mathrm{Cl}_2 \rightarrow \dots,
a razão estequiométrica é: 1 mol de \mathrm{S}_8 reage com 4 mols de \mathrm{Cl}_2.
Se começarmos com n(\mathrm{S}_8) mols de \mathrm{S}_8, o número de mols de \mathrm{Cl}_2 necessário para consumir todo o \mathrm{S}_8 é
n_{\text{necessário}}(\mathrm{Cl}_2)=4\times n(\mathrm{S}_8).á
Calculando:
n_{\text{necessário}}(\mathrm{Cl}_2)=4\times0{,}125=0{,}500\\ \text{mol}.á
Comparando com o que temos inicialmente: n(\mathrm{Cl}_2)\approx1{,}00141\\ \text{mol} > 0{,}500\\ \text{mol}. Logo há cloro em excesso e o \mathrm{S}_8 é o reagente limitante (vai ser totalmente consumido).

Passo 5

Calcular quantos mols de \mathrm{Cl}_2 são efetivamente consumidos na reação: como todo o \mathrm{S}_8 ( 0{,}125\\ \text{mol}) reage, o consumo de \mathrm{Cl}_2 é
n_{\text{consumido}}(\mathrm{Cl}_2)=4\times n(\mathrm{S}_8)=0{,}500\\ \text{mol}.

Passo 6

Calcular os mols de \mathrm{Cl}_2 que permanecem após a reação (mols iniciais menos mols consumidos):
n_{\text{sobra}}(\mathrm{Cl}_2)=n_{\text{inicial}}(\mathrm{Cl}_2)-n_{\text{consumido}}(\mathrm{Cl}_2)
n_{\text{sobra}}(\mathrm{Cl}_2)\approx1{,}00141-0{,}500=0{,}50141\\ \text{mol}.

Passo 7

Converter os mols de \mathrm{Cl}_2 que sobraram em massa usando m=nM:
m_{\text{sobra}}(\mathrm{Cl}_2)=n_{\text{sobra}}(\mathrm{Cl}_2)\times M(\mathrm{Cl}_2).
Substituindo valores:
m_{\text{sobra}}(\mathrm{Cl}_2)\approx0{,}50141\times70{,}90\approx35{,}55\\ \mathrm{g}.

Passo 8

Arredondamento e interpretação final. As massas iniciais foram dadas com três algarismos significativos ( 32{,}0\\ \mathrm{g} e 71{,}0\\ \mathrm{g}), então é apropriado apresentar a resposta com três algarismos significativos: 35{,}6\\ \mathrm{g} de \mathrm{Cl}_2 permanecem ao final da reação. Força aí — a conta fecha: todo o enxofre foi consumido e sobra aproximadamente 35{,}6\\ \mathrm{g} de cloro.

Resposta

35{,}6\\ \mathrm{g}

Exercícios relacionados