M. 5 Resolva este exercício sem usar uma calculadora. A reação 6 \mathrm{ClO}_{2}(\mathrm{~g})+2 \mathrm{BrF}_{3}(\mathrm{l}) \rightarrow 6 \mathrm{ClO}_{2} \mathrm{~F}(\mathrm{~s})+\mathrm{Br}_{2}(\mathrm{l}) é realizada com 12 mols de \mathrm{ClO}_{2} e 5 mols de \mathrm{BrF}_{3}. (a) Identifique o reagente em excesso. (b) Estime quantos mols de cada produto são gerados e quantos mols do reagente em excesso restarão ao término da reação.

Passo 1

O enunciado trata de estequiometria de reação química e pede para identificarmos o reagente em excesso e, em seguida, calcularmos quantos mols de cada produto se formam e quanto sobra do reagente em excesso. A reação é
6\,\mathrm{ClO}_2(g)\;+\;2\,\mathrm{BrF}_3(l)\;\longrightarrow\;6\,\mathrm{ClO}_2F(s)\;+\;\mathrm{Br}_2(l)
e os reagentes iniciais são 12 mol de \mathrm{ClO}_2 e 5 mol de \mathrm{BrF}_3.

Passo 2

Vamos determinar qual reagente limita a reação comparando quantas “unidades reacionais” cabem em cada um:
Uma unidade reacional (UR) consome 6 mol de \mathrm{ClO}_2 e 2 mol de \mathrm{BrF}_3.
– Para \mathrm{ClO}_2: \tfrac{12}{6}=2 UR
– Para \mathrm{BrF}_3: \tfrac{5}{2}=2{,}5 UR
Como são possíveis apenas 2 UR completas (o menor valor), o reagente limitante é \mathrm{ClO}_2 e \mathrm{BrF}_3 está em excesso.

Passo 3

Cada UR forma 6 mol de \mathrm{ClO}_2F e 1 mol de \mathrm{Br}_2. Como ocorrem 2 UR completas, os produtos formados são:
\text{mols de }\mathrm{ClO}_2F = 6\times2 = 12,
\text{mols de }\mathrm{Br}_2 = 1\times2 = 2.

Passo 4

O consumo de \mathrm{BrF}_3 em 2 UR é
2\;\text{UR}\times 2\;\frac{\text{mol }\mathrm{BrF}_3}{\text{UR}} = 4\;\text{mol},
logo sobra
5 - 4 = 1\;\text{mol de }\mathrm{BrF}_3.

Resposta

(a) Reagente em excesso: \mathrm{BrF}_3.
(b) Formam-se 12 mol de \mathrm{ClO}_2F e 2 mol de \mathrm{Br}_2, e sobram 1 mol de \mathrm{BrF}_3.

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