O metano reage com oxigênio para formar dióxido de carbono e água. Se temos uma mistura com 8 m o l d e C H4 e 1 2 m o l de O2, determine:
O reagente limitante.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado diz que o metano (CH₄) reage com oxigênio (O₂) pra gerar dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). A questão é: numa mistura com 8 mol de CH₄ e 12 mol de O₂, qual é o reagente limitante?
Matéria: estequiometria química, mais especificamente reagente limitante.
O que vamos precisar:
  • A equação química balanceada, com coeficientes estequiométricos.
  • O conceito de reagente limitante (aquele que acaba primeiro).
  • Cálculos de quantos mols de um reagente são necessários pra reagir totalmente com o outro.

Passo 2

Antes de tudo, vamos balancear a reação e entender a teoria.
Teoria rápida: a estequiometria usa coeficientes balanceados pra dizer quantos mols de cada substância reagem. O reagente limitante é aquele que, de acordo com esses coeficientes e as quantidades que a gente tem, acaba primeiro, parando a reação.
Equação (não balanceada):
CH4 + O2 ;longrightarrow; CO2 + H2O
Balanceando elemento a elemento:
  • Carbono: 1 CH₄ → 1 CO₂ (já ok).
  • Hidrogênio: 4 H em CH₄ → precisa de 2 H₂O (2×2 H = 4 H).
  • Oxigênio: do lado dos produtos temos 2 O em CO₂ + 1 O em cada H₂O ×2 = 2 → total 4 oxigênios. Então precisa de 2 O₂.
Equação balanceada:
CH4 ;+; 2,O2 ;longrightarrow; CO2 ;+; 2,H2O

Passo 3

Agora vamos comparar o que a reação pede com o que temos.
Pela equação, 1 mol de CH₄ consome 2 mol de O₂.
Ou seja, a razão ideal é:
mol de O₂mol de CH₄ = 21 = 2
Mas na prática a gente tem:
12;mol de O₂8;mol de CH₄ = 1,5

Passo 4

Pra reagir totalmente 8 mol de CH₄ a gente precisaria de:
8;mol CH₄ times 2;mol O₂mol CH₄ = 16;mol O₂
Só que temos apenas 12 mol de O₂, ou seja, falta O₂ antes de acabar o CH₄.
Logo, o O₂ vai esgotar primeiro e determinar a quantidade de produto formada.

Resposta

O reagente limitante é o oxigênio (O₂).

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