O nitrato de chumbo ( \mathrm{Pb}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2} ) reage com ácido sulfídrico ( \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S} ) segundo a reação:
\mathrm{Pb}\left(\mathrm{NO}_{3}\right)_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{~S} \rightarrow \mathrm{PbS}+\mathrm{HNO}_{3}
Reagindo-se 496,5 \mathrm{~g} de Pb ( \left.\mathrm{NO}_{3}\right)_{2} com 49 g de \mathrm{H}_{2} \mathrm{~S} pergunta-se: a - Qual o reagente limitante e o em excesso?
b - Qual a massa de sulfeto de chumbo produzida?
c - Qual a massa do reagente em excesso no final da reação?
d - Qual o número de átomos contidos no PbS formado?
Dados: \mathrm{Pb}=207,2 \mathrm{u} ; \mathrm{N}=14,007 \mathrm{u} ; \mathrm{O}=15,999 \mathrm{u} ; \mathrm{H}=1,0079 \mathrm{u} ; \mathrm{S}= 32,066 \mathrm{u}

Passo 1

O enunciado dá a reação
\mathrm{Pb}\bigl(\mathrm{NO}_{3}\bigr)_{2} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{S} \longrightarrow \mathrm{PbS} + 2\,\mathrm{HNO}_{3}
e pede: a) reagente limitante e em excesso; b) massa de \mathrm{PbS} formada; c) massa do reagente em excesso que sobra; d) número de átomos em todo o \mathrm{PbS} produzido. Vamos usar cálculos de massa molar, moles, razão estequiométrica e número de Avogadro.

Passo 2

Calcular massas molares e moles iniciais:
Massa molar de \mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_{3})_{2}:
M_{\mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_{3})_{2}} =207,2 + 2\bigl(14,007 + 3\cdot15,999\bigr) =331,208\\ \mathrm{g/mol}
Massa molar de \mathrm{H}_{2}\mathrm{S}:
M_{\mathrm{H}_{2}\mathrm{S}} =2\cdot1,0079 + 32,066 =34,0818\\ \mathrm{g/mol}
Moles de cada reagente:
n_{\mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_{3})_{2}} =\frac{496,5}{331,208}\approx1,498\\ \mathrm{mol}, \quad n_{\mathrm{H}_{2}\mathrm{S}} =\frac{49,0}{34,0818}\approx1,438\\ \mathrm{mol}

Passo 3

A razão estequiométrica é 1:1. Como n_{\mathrm{H}_{2}\mathrm{S}}<n_{\mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_{3})_{2}}, o limitante é \mathrm{H}_{2}\mathrm{S} e sobra \mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_{3})_{2}.

Passo 4

Massa de \mathrm{PbS} formada: moles de produto =n_{\mathrm{H}_{2}\mathrm{S}}\approx1,438.
Massa molar de \mathrm{PbS}:
M_{\mathrm{PbS}}=207,2+32,066=239,266\\ \mathrm{g/mol}
Logo
m_{\mathrm{PbS}} =1,438\times239,266\approx344,1\\ \mathrm{g}

Passo 5

Massa de \mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_{3})_{2} consumida =1,438\times331,208\approx476,3\\ \mathrm{g}.
Sobra
496,5 - 476,3 = 20,2\\ \mathrm{g}

Passo 6

Cada mol de \mathrm{PbS} contém 2 átomos \mathrm{Pb} e \mathrm{S}, então o número total de átomos é
N = 1,438\\ \mathrm{mol}\times 2\,\frac{\text{átomos}}{\text{mol moléculas}} \times 6,022\times10^{23}\approx1,73\times10^{24}\text{ átomos}áéá

Resposta

a) Reagente limitante: \mathrm{H}_{2}\mathrm{S}. Reagente em excesso: \mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_{3})_{2}$. b) \(344,1\\ \mathrm{g} de \mathrm{PbS}.
c) 20,2\\ \mathrm{g} de \mathrm{Pb}(\mathrm{NO}_{3})_{2} sobrando.
d) 1,73\times10^{24} átomos no total.)

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