Questão 12) Faça o balanceamento da reação química abaixo e diga qual é o reagente limitante quando são usados 100 g de carbeto de cálcio para reagir com 100 g de água.
CaC2(s)+H2 O(l) Ca(OH)2(a q)+C2 H2(g)

Passo 1

O enunciado pede duas coisas: primeiro, balancear a reação química
CaC2 + H2O longrightarrow Ca(OH)2 + C2H2
e depois descobrir qual reagente é limitante quando usamos 100 g de CaC2 e 100 g de H2O. Para isso vamos precisar de conceitos de conservação de massa (balanceamento estequiométrico) e de reagente limitante (comparação de quantidades de mols disponíveis vs. necessários).

Passo 2

Balanceamos a reação aplicando conservação de átomos de Ca, C e H:
  • Cálcio: 1 átomo em CaC2 to 1 molécula de Ca(OH)2.
  • Carbono: 2 átomos em CaC2 to 1 molécula de C2H2.
  • Hidrogênio: 2b átomos em b moléculas de H2O deve igualar os 2 átomos em Ca(OH)2 mais os 2 em C2H2, total 4. Logo 2b=4Rightarrow b=2.
    Assim a equação balanceada é
CaC2 + 2,H2O longrightarrow Ca(OH)2 + C2H2

Passo 3

Calculamos as massas molares para depois achar quantos mols de cada reagente temos:
MCaC2 = 40,08 + 2times12,01 = 64,10;g/mol MH2O = 2times1,008 + 16,00 = 18,016;g/mol

Passo 4

Número de mols de cada reagente:
nCaC2 = 10064,10 approx 1,56;mol nH2O = 10018,016 approx 5,55;mol

Passo 5

Para reagir completamente cada mol de CaC2 precisamos de 2 mols de H2O.
  • Com 1,56 mol de CaC2 seria necessário 2times1,56=3,12 mol de H2O, e temos 5,55 mol, logo sobra água.
  • Método alternativo: comparar as razões nCaC21=1,56 e nH2O2=2,78. A menor razão indica o limitante, que é CaC2.

Resposta

Equação balanceada:
CaC2 + 2,H2O longrightarrow Ca(OH)2 + C2H2
O reagente limitante é o carbeto de cálcio, CaC2.

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