Para a reação química balanceada abaixo:
| Tubo | V(Pb(NO₃)₂) / mL | V(KI) / mL |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 0,5 |
| 2 | 1 | 1 |
| 3 | 1 | 2 |
| 4 | 1 | 3 |
| 5 | 1 | 3,5 |
Considerando
para ambos os reagentes, calcule o número de mols dos reagentes e produtos no início, o que reagiu e no final da reação química em cada tubo de ensaio.
Passo 1
O enunciado dá a reação balanceada
e a tabela de volumes (peguei os volumes diretamente da tabela do enunciado):
Tubo 1:
,
Tubo 2: ,
Tubo 3: ,
Tubo 4: ,
Tubo 5: ,
Tubo 2:
Tubo 3:
Tubo 4:
Tubo 5:
As concentrações são
para ambos os reagentes (dado do enunciado).
O que nos pedem: para cada tubo calcular (1) número de mols dos reagentes e produtos no início, (2) o que reagiu (quantidade consumida e formada), e (3) os mols no final da reação. A reação é este precipitado de
, então espere formação de produto sólido.
Passo 2
Conversão de unidades e fórmula básica. Para calcular mols usamos a relação
onde
é o número de mols,
é a concentração em
e
é o volume em
. Observação: os volumes dados estão em
, então primeiro convertemos:
Vou calcular primeiro os mols iniciais de
, que têm sempre
.
Passo 3
Cálculo dos mols iniciais de
:
Portanto, em todos os tubos temos inicialmente
Nesse momento os produtos
e
ainda têm
mols no início.
Passo 4
Agora calculo os mols iniciais de
para cada tubo, convertendo volumes mL
L e usando
.
Tubo 1:
,
Tubo 2:
,
Tubo 3:
,
Tubo 4:
,
Tubo 5:
,
Passo 5
Entendendo a estequiometria para decidir o reagente limitante. A reação balanceada mostra as razões molares:
Isto significa que para consumir totalmente
mols de
precisamos de
Como
em todos os tubos, o KI necessário para consumir todo o Pb é
Se o
então KI é limitante; se
ambos se consomem totalmente; se
então
é limitante.
Passo 6
Análise detalhada do Tubo 1 (usei os valores calculados acima):
- Iniciais:
- Comparando com
, temos ; portanto KI é reagente limitante. - Quantidade que reage: todo o KI reage, logo
- Pela estequiometria
, os mols de formados valem metade dos mols de KI consumido: - Também, para cada
formado, formam-se mols de ; portanto - Pb consumido é igual ao mol de
formado (razão 1:1): - Restantes finais:
Passo 7
Análise do Tubo 2:
- Iniciais:
-
então KI é limitante. - Todo o KI reage:
- Formado:
- Pb consumido:
- Finais:
Passo 8
Análise do Tubo 3:
- Iniciais:
- Aqui
é exatamente o necessário para consumir todo o Pb ( ), portanto é uma mistura estequiométrica: ambos se consomem totalmente. - Quantidades consumidas:
- Formados:
- Finais:
Passo 9
Análise do Tubo 4:
- Iniciais:
- Como
necessário, o é o reagente limitante aqui. - Pb consumido todo:
- KI consumido (2 mol KI por 1 mol Pb):
- KI restante:
- Formados:
- Finais:
Passo 10
Análise do Tubo 5:
- Iniciais:
- Como
necessário, é limitante. - Pb consumido todo:
- KI consumido:
- KI restante:
- Formados:
- Finais:
Resposta
Tubo 1: inicial:
. reagiu/formou:
. final:
.
Tubo 2: inicial:
. reagiu/formou:
. final:
.
Tubo 3: inicial:
. reagiu/formou:
. final:
.
Tubo 4: inicial:
. reagiu/formou:
. final:
.
Tubo 5: inicial:
. reagiu/formou:
. final:
.