1. Se 8,4 mols de dissilano, \mathrm{Si}_{2} \mathrm{H}_{6}, são combinados com 15,1 \mathrm{~mol} de \mathrm{O}_{2}, qual é o reagente limitante?
2 \mathrm{Si}_{2} \mathrm{H}_{6}+7 \mathrm{O}_{2} \rightarrow 4 \mathrm{SiO}_{2}+6 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

Passo 1

O enunciado dá a reação
2\mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6}+7\mathrm{O}_{2}\rightarrow4\mathrm{SiO}_{2}+6\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
e as quantidades iniciais dos reagentes: \,8,4 mol de \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6} e \,15,1 mol de \mathrm{O}_{2}. A pergunta é: qual é o reagente limitante?
Lista das informações relevantes fornecidas:
  • equação estequiométrica acima;
  • quantidade de \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6}: \,8,4 mol;
  • quantidade de \mathrm{O}_{2}: \,15,1 mol.

Passo 2

Entendendo o que é “reagente limitante” (aulas rapidinha e prática). O reagente limitante é aquele que acaba primeiro quando a reação ocorre segundo as proporções da equação química; ele determina quanto produto pode ser formado. Para descobrir qual é limitante, transformamos as quantidades dadas em uma mesma base usando as razões estequiométricas da equação e comparamos: se o reagente A precisa de mais do reagente B do que está disponível, então B é limitante, e vice-versa.
Da equação vemos as proporções molares entre \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6} e \mathrm{O}_{2}: 2 mol de \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6} reagem com 7 mol de \mathrm{O}_{2}. Isso dá as razões seguintes úteis:
1\\ \text{mol de }\mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6}\\ \text{requer}\\ \frac{7}{2}=3,5\\ \text{mol de }\mathrm{O}_{2},
1\\ \text{mol de }\mathrm{O}_{2}\\ \text{requer}\\ \frac{2}{7}\approx0,285714\\ \text{mol de }\mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6}.

Passo 3

Calcular quanto de \mathrm{O}_{2} seria necessário para consumir totalmente os \,8,4 mol de \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6}. Usamos a razão \,1\\ \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6}\rightarrow3,5\\ \mathrm{O}_{2}:
\text{O}_2\\ \text{necessário} = 8,4\times\frac{7}{2}=8,4\times3,5=29,4\\ \text{mol}.á
Interpretação: para que os \,8,4 mol de \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6} reajam completamente, seriam precisos \,29,4 mol de \mathrm{O}_{2}.

Passo 4

Comparar o \mathrm{O}_{2} necessário com o disponível. Temos disponível \,15,1 mol de \mathrm{O}_{2}, mas seriam necessários \,29,4 mol para consumir todo o \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6}. Como \,15,1<29,4, não há oxigênio suficiente: portanto \mathrm{O}_{2} é candidato a reagente limitante.

Passo 5

Verificação pela outra via (boa prática): calcular quanto de \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6} seria consumido pelos \,15,1 mol de \mathrm{O}_{2} disponíveis, usando a razão \,1\\ \mathrm{O}_{2}\rightarrow\frac{2}{7}\\ \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6}:
\text{Si}_{2}\mathrm{H}_{6}\\ \text{consumido} = 15,1\times\frac{2}{7}=\frac{30,2}{7}\approx4,314\\ \text{mol}.
Como temos \,8,4 mol de \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6} inicialmente e só seriam consumidos \approx4,314 mol quando todo o \mathrm{O}_{2} for gasto, sobra
8,4-4,314\approx4,086\\ \text{mol}
de \mathrm{Si}_{2}\mathrm{H}_{6} não reagida — ou seja, sobra reagente, confirmando que \mathrm{O}_{2} é o limitante.

Resposta

\mathrm{O}_2 é o reagente limitante.

Exercícios relacionados