O etanol
pode ser convertido para ácido acético
, conforme pela reação aquosa abaixo:
2-
a) Se partirmos de
de
e
de
, com excesso de ácido, qual será o reagente limitante? justifique indicando quanto sobra do reagente em excesso. (
;
).
b) Se a reação produz
de
, qual seu rendimento percentual?
2-
a) Se partirmos de
b) Se a reação produz
Passo 1
O enunciado pede duas coisas:
(a) identificar o reagente limitante quando se parte de de
e
de
(há excesso de ácido), e indicar quanto sobra do reagente em excesso;
(b) calcular o rendimento percentual se a reação produz de
.
(a) identificar o reagente limitante quando se parte de
(b) calcular o rendimento percentual se a reação produz
Informações e dados fornecidos no enunciado (peguei estes valores do enunciado):
- Massa inicial de etanol:
. - Massa inicial de dicromato de sódio:
. - Reação balanceada:
- Massas atômicas fornecidas:
, , , . Vou usar (valor padrão) para calcular massas molares. - Resultado experimental de acético produzido:
.
O que vou determinar:
- Quantos mols de cada reagente inicial há.
- A partir da estequiometria, qual reagente se esgota primeiro (limitante).
- Quanto sobra do reagente em excesso (em mols e em gramas).
- Rendimento percentual comparando massa real (
) com massa teórica calculada.
Passo 2
Explicação rápida (aula curta) sobre conceitos que vamos usar.
- Mol: é a unidade que usamos para comparar números de átomos/moléculas; a massa molar (MM) de uma substância dá quantos gramas correspondem a
mol dessa substância. - Para reagentes sólidos/líquidos, primeiro converte-se massa
mols usando
onde
é o número de mols,
é a massa em gramas e
é a massa molar em
.
- Reagente limitante: comparar quantos mols de produtos cada reagente poderia produzir segundo a estequiometria; o que produzir menos é o limitante.
- Rendimento percentual:
Passo 3
Calcular as massas molares (vou mostrar conta por conta).
- Etanol
tem fórmula efetiva . Então
- Dicromato de sódio
:
- Ácido acético
(fórmula ):
Passo 4
Converter massas dadas em mols.
- Mols de etanol:
- Mols de dicromato de sódio:
Passo 5
Explicar como usar a estequiometria para decidir o limitante.
Da reação, as proporções molares relevantes são:
Da reação, as proporções molares relevantes são:
Isto significa:
- Para cada
mols de etanol é necessário mols de dicromato. - Alternativamente, para cada
mol de etanol é necessário mol de dicromato. - Para cada
mol de dicromato seriam necessários mol de etanol.
Calculemos o que cada um exige/doa:
- Se todo o etanol fosse consumido, seria necessário
Comparar com o que há disponível:
requerido vs
disponível. Há um pouco menos de dicromato do que o necessário para consumir todo o etanol, então o dicromato é candidato a limitante.
- Confirmando pelo outro lado: se todo o dicromato fosse consumido, o etanol exigido seria
Como há
de etanol disponível e seriam necessários
, sobra etanol. Portanto o reagente limitante é
.
Passo 6
Calcular quanto sobra do reagente em excesso (etanol), com detalhes.
- Mols de etanol que realmente reagem (consumidos) quando todo o dicromato é consumido:
- Mols de etanol que sobram:
- Converter excesso para massa:
Arredondando razoavelmente (dados iniciais com três algarismos significativos), sobra aproximadamente
de etanol.
Passo 7
Calcular a massa teórica de ácido acético (para o rendimento).
- Como
é o limitante, o número de mols de produzido teoricamente é
(é a mesma razão que usámos antes porque
mols de dicromato geram
mols de ácido acético).
- Massa teórica de ácido acético:
Passo 8
Calcular o rendimento percentual com a massa experimental
.
Resposta
(a) Reagente limitante:
. Sobra de
:
.
(b) Rendimento percentual: .
(b) Rendimento percentual: