O metano reage com oxigênio para formar dióxido de carbono e água. Se temos uma mistura com
e
de
, determine:
O reagente limitante.
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:
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.
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):
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:
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:
Pela equação, 1 mol de CH₄ consome 2 mol de O₂.
Ou seja, a razão ideal é:
Mas na prática a gente tem:
Passo 4
Pra reagir totalmente 8 mol de CH₄ a gente precisaria de:
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.
Logo, o O₂ vai esgotar primeiro e determinar a quantidade de produto formada.
Resposta
O reagente limitante é o oxigênio (O₂).